El documento describe los avances recientes en nanomateriales como nanocables de cobre y níquel y nanotubos de carbono. Los nanocables de cobre y níquel son un nuevo nanomaterial conductor desarrollado que podría usarse en dispositivos electrónicos imprimibles de bajo costo. Los nanotubos de carbono son las fibras más fuertes conocidas y conducen la electricidad más eficientemente que el cobre. La nanotecnología tiene el potencial de resolver muchos problemas mundiales relacionados con la escasez de agua, enfer

1. Avances en la metalurgia actual resuelven muchos problemas de
la humanidad
Los nuevos nanocables de cobre y níquel son el último nanomaterial desarrollado
en el mundo.
Los nanotubos de carbono son las fibras más fuertes que se conocen actualmente.
LUISA JOSE TAPIA*
Estamos en la sociedad del conocimiento y algunos grandes avances, nuevos inventos y
descubrimientos progresarán exponencialmente. Las universidades más
prestigiosas del mundo ya identifican "lo último" y más nuevo en tecnología e
investigación.
La biología (biotecnología), nanotecnología e infotecnología tienen y tendrán un
protagonismo importante en los últimos progresos y adelantos alcanzados. En
pocos años, la innovación tecnológica puede hacer posible hasta una segunda
revolución industrial con la construcción de nanomáquinas. Las presentamos las
novedades científicas más importantes a nuestros usuarios, desde la mecatrónica
a las redes de sensores.
Nanocables de cobre y níquel para dispositivos electrónicos imprimibles
Unos químicos de la Universidad de Duke han creado un nuevo conjunto de nanocables
flexibles conductores de la electricidad a partir de finas hebras de átomos de cobre
mezclado con níquel.
Según muestra un estudio reciente, los nanocables de cobre y níquel, en forma de
película, conducen la electricidad incluso en condiciones que degradan la transferencia de
electrones en los nanocables de cobre y plata. Debido a que las películas hechas con
nanocables de cobre y níquel son estables y relativamente baratas de fabricar, son una
opción atractiva para su uso en los dispositivos electrónicos impresos, productos como el
papel electrónico, los envases inteligentes y la ropa interactiva, señaló Benjamin Wiley,
profesor asistente de química en la Universidad de Duke. Su equipo describe los nuevos
nanocables en un artículo publicado en línea el 29 de mayo en la revista NanoLetters.
Los nuevos nanocables de cobre y níquel son el último nanomaterial desarrollado por el
laboratorio de Wiley como posible alternativa de bajo coste para el óxido de indio y estaño
(ITO, por sus siglas en inglés), un material revestido sobre vidrio para formar la capa
conductora transparente de las pantallas de visualización de los teléfonos móviles,
lectores electrónicos y iPads.

2. Nanotubos de carbono
Los nanotubos de carbono representan probablemente hasta el momento el más
importante producto derivado de la investigación científica. Los nanotubos llevaron a los
científicos y premios Nobel Robert Curl, Harold Kroto y Richard Smalley a descubrir el
buckyball C60.
Los nanotubos se componen de una o varias láminas de grafito u otro material enrolladas
sobre sí mismas. Algunos nanotubos están cerrados por media esfera de fullerene, y otros
no están cerrados. Existen nanotubos monocapa (un sólo tubo) y multicapa (varios tubos
metidos uno dentro de otro, al estilo de las famosas muñecas rusas). Los nanotubos de
una sola capa se llaman single wall nanotubes (SWNTS) y los de varias capas, múltiple
wall nanotubes (MWNT)
Los nanotubos tienen un diámetro de unos nanómetros y, sin embargo, su longitud puede
ser de hasta un milímetro, por lo que dispone de una relación longitud: anchura
tremendamente alta y hasta ahora sin precedentes.
La investigación sobre nanotubos de carbono es tan apasionante (por sus múltiples
aplicaciones y posibilidades) como complejo (por la variedad de sus propiedades
electrónicas, termales y estructurales que cambian según el diámetro, la longitud, la forma
de enrollar).
Los nanotubos de carbono son las fibras más fuertes que se conocen. Un solo nanotubo
perfecto es de 10 a 100 veces más fuerte que el acero por peso de unidad y poseen
propiedades eléctricas muy interesantes, conduciendo la corriente eléctrica cientos de
veces más eficazmente que los tradicionales cables de cobre.
El grafito (sustancia utilizada en lápices) es formado por átomos de carbono estructurados
en forma de panel. Estas capas tipo-panel se colocan una encima de otra. Una sola capa
de grafito es muy estable, fuerte y flexible. Dado que una capa de grafito es tan estable
sola, se adhiere de forma débil a las capas al lado, Por esto se utiliza en lápices porque
mientras se escribe, se caen pequeñas escamas de grafito.
En fibras de carbono, las capas individuales de grafito son mucho más grandes que en
lápices, y forman una estructura larga, ondulada y fina, tipo-espiral. Se pueden pegar
estas fibras una a otras y formar así una sustancia muy fuerte, ligera (y cara) utilizada en
aviones, raquetas de tenis, bicicletas de carrera etc.
Pero existe otra forma de estructurar las capas que produce un material más fuerte
todavía, enrollando la estructura tipo-panel para que forme un tubo de grafito. Este tubo
es un nanotubo de carbono.
Los nanotubos de carbono, además de ser tremendamente resistentes, poseen
propiedades eléctricas interesantes. Una capa de grafito es un semi-metal. Esto quiere
decir que tiene propiedades intermedias entre semiconductores (como la silicona en
microchips de ordenador, cuando los electrones se muevan con restricciones) y metales
(como el cobre utilizado en cables cuando los electrones se mueven sin restricción).
Cuando se enrolla una capa de grafito en un nanotubo, además de tener que alinearse los
átomos de carbono alrededor de la circunferencia del tubo, también las funciones de onda

3. estilo mecánica cuántica de los electrones deben también ajustarse. Este ajuste restringe
las clases de función de onda que puedan tener los electrones, lo que a su vez afecta el
movimiento de éstos. Dependiendo de la forma exacta en la que se enrolla, el nanotubo
pueda ser un semiconductor o un metal.
Beneficios de la Nanotecnología:
El uso de la Nanotecnología molecular (MNT) en los procesos de producción y fabricación
podría resolver muchos del los problemas actuales. Por ejemplo:
• La escasez de agua es un problema serio y creciente. La mayor parte del
consumo del agua se utiliza en los sistemas de producción y agricultura, algo que
la fabricación de productos mediante la fabricación molecular podría transformar.
• Las enfermedades infecciosas causan problemas en muchas partes del mundo.
Productos sencillos como tubos, filtros y redes de mosquitos podrían reducir este
problema.
• La información y la comunicación son herramientas útiles, pero en muchos casos
ni siquiera existen. Con la nanotecnología, los ordenadores serían
extremadamente baratos.
• Muchos sitios todavía carecen de energía eléctrica. Pero la construcción eficiente
y barata de estructuras ligeras y fuertes, equipos eléctricos y aparatos para
almacenar la energía permitirían el uso de energía termal solar como fuente
primaria y abundante de energía.
• El desgaste medioambiental es un serio problema en todo el mundo. Nuevos
productos tecnológicos permitirían que las personas viviesen con un impacto
medioambiental mucho menor.
• Muchas zonas del mundo no pueden montar de forma rápida una infraestructura
de fabricación a nivel de los países más desarrollados. La fabricación molecular
puede ser auto-contenida y limpia: una sola caja o una sola maleta podría
contener todo lo necesario para llevar a cabo la revolución industrial a nivel de
pueblo.
• La nanotecnológia molecular podría fabricar equipos baratos y avanzados para la
investigación médica y la sanidad, haciendo mucho mayor la disponibilidad de
medicinas más avanzadas.
Muchos problemas sociales se derivan de la pobreza material, los problemas sanitarios y
de la ignorancia. La nanotecnología molecular podría contribuir a reducir en grandes
medidas a todos estos problemas y al sufrimiento humano asociado con ellos.
Sin embargo, la producción molecular, o la fabricación molecular, no requiere ni mano de
obra especializada ni una grande infraestructura. Una sola nanofábrica con una fuente
química y una fuente de energía podría producir una gran variedad de productos útiles y
fiables. Incluso se podría reproducir la nanofábrica para duplicar la infraestructura de
fabricación en cuestión de horas. Por eso, las nanofábricas y muchos de sus productos
suponen una tecnología apropiada para cualquier escenario.

4. *Docente e investigadora del CECyT “Miguel Bernard”.