Nanotecnología

El maravilloso mundo de lo pequeño
Tecnología más allá de lo evidente

Índice general
1 Nanotecnología 1
1.1 Deﬁnición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Historia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3 Conceptos fundamentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.3.1 De lo más grande a lo más pequeño: una perspectiva desde los materiales . . . . . . . . . . 4
1.3.2 De lo simple a lo complejo: una perspectiva molecular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3.3 Nanotecnología molecular: una visión de largo plazo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.4 Investigación actual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.4.1 Nanomateriales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.4.2 Acercamientos desde el fondo hacia arriba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.4.3 Acercamientos desde arriba hacia abajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.4.4 Acercamientos funcionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.4.5 Acercamientos biomiméticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.4.6 Especulativos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.5 Herramientas y técnicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.6 Inversión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.7 Ensamblaje interdisciplinario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.8 Nanotecnología avanzada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.9 Futuras aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.10 Aplicaciones actuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.10.1 Nanotecnología aplicada al envasado de alimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.11 Véase también . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.12 Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.13 Enlaces externos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2 Nivel nanoscópico 13
2.1 Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2 Enlaces externos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3 Nanomaterial 15
3.1 Conceptos fundamentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.2 Artículos relacionados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.3 Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
i

ii ÍNDICE GENERAL
4 Fundación Argentina de Nanotecnología 17
4.1 Acciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.2 Inversión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.3 Véase también . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.4 Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.5 Texto e imágenes de origen, colaboradores y licencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.5.1 Texto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.5.2 Imágenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.5.3 Licencia de contenido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Capítulo 1
Nanotecnología
Representación animada de un nanotubo de carbono.
La nanotecnología es la manipulación de la materia a es-
cala atómica, molecular y supramolecular. La más tem-
prana y difundida descripción de la nanotecnología[1][2]
se refiere a la meta tecnológica particular de manipular
en forma precisa los átomos y moléculas para la fabrica-
ción de productos a macroescala, ahora también referida
como nanotecnología molecular. Subsecuentemente una
descripción más generalizada de la nanotecnología fue es-
tablecida por la Iniciativa Nanotecnológica Nacional, la
que define la nanotecnología como la manipulación de la
materia con al menos una dimensión del tamaño de entre
1 a 100 nanómetros. Esta definición refleja el hecho de
que los efectos mecánica cuántica son importantes a esta
escala del dominio cuántico y, así, la definición cambió
desde una meta tecnológica particular a una categoría de
investigación incluyendo todos los tipos de investigación
y tecnologías que tienen que ver con las propiedades es-
peciales de la materia que ocurren bajo cierto umbral de
tamaño. Es común el uso de la forma plural de “nanotec-
nologías” así como “tecnologías de nanoescala" para re-
ferirse al amplio rango de investigaciones y aplicaciones
cuyo tema en común es su tamaño. Debido a la variedad
de potenciales aplicaciones (incluyendo aplicaciones in-
dustriales y militares), los gobiernos han inveritdo miles
de millones de dólares en investigación de la nanotecnolo-
gía. A través de su Iniciativa Nanotecnológica Nacional,
Estados Unidos ha invertido 3,7 mil millones de dólares.
La Unión Europea ha invertido[cita requerida]
1,2 mil millo-
nes y Japón 750 millones de dólares.[3]
Nano es un prefijo griego que indica una medida (10−9
= 0,000 000 001), no un objeto; de manera que la nano-
tecnología se caracteriza por ser un campo esencialmente
multidisciplinar, y cohesionado exclusivamente por la es-
cala de la materia con la que trabaja.
La nanotecnología definida por el tamaño es naturalmen-
te un campo muy amplio, que incluye diferentes discipli-
nas de la ciencia tan diversas como la ciencia de super-
ficies, química orgánica, biología molecular, física de los
semiconductores, microfabricación, etc.[4]
Las investiga-
ciones y aplicaciones asociaas son igualmente diversas,
yendo desde extensiones de la física de los dispositivos
a nuevas aproximaciones completamente nuevas basadas
en el autoensamblaje molecular, desde el desarrollo de
nuevos materiales con dimensiones en la nanoescalas a el
control directo de la materia a escala atómica.
Actualmente los científicos están debatiendo el futuro de
las implicaciones de la nanotecnología. La nanotecnolo-
gía puede ser capaz de crear nuevos materiales y dispo-
sitivos con un vasto alcance de aplicaciones, tales como
en la medicina, electrónica, biomateriales y la producción
de energía. Por otra parte, la nanotecnología hace surgir
las mismas preocupaciones que cualquier nueva tecnolo-
gía, incluyendo preocupaciones acerca de la toxicidad y
el impacto ambiental de los nanomateriales,[5]
y sus po-
tenciales efectos en la economía global, así como especu-
laciones acerca de varios escenarios apocalípticos. Estas
preocupaciones han llevado al debate entre varios grupos
de defensa y gobiernos sobre si se requieren regulaciones
especiales para la nanotecnología.
1.1 Definición
La nanotecnología comprende el estudio, diseño, crea-
ción, síntesis, manipulación y aplicación de materiales,
aparatos y sistemas funcionales a través del control de la
materia a nanoescala, y la explotación de fenómenos y
1

2 CAPÍTULO 1. NANOTECNOLOGÍA
propiedades de la materia a nanoescala. Cuando se ma-
nipula la materia a escala tan minúscula, presenta fenó-
menos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, los
científicos utilizan la nanotecnología para crear materia-
les, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con
propiedades únicas.
1.2 Historia
El ganador del premio Nobel de Física de 1965, Richard
Feynman, fue el primero en hacer referencia a las posibi-
lidades de la nanociencia y la nanotecnología en un dis-
curso que dio en el Caltech (Instituto Tecnológico de Ca-
lifornia) el 29 de diciembre de 1959, titulado En el fondo
hay espacio de sobra (There’s Plenty of Room at the Bot-
tom), en el que describe la posibilidad de la síntesis vía la
manipulación directa de los átomos. El término “nanotec-
nología” fue usado por primera vez por Norio Taniguchi
en el año 1974, aunque esto no es ampliamente conocido.
Comparaciones de los tamaños de los nanomateriales.
Inspirado en los conceptos de Feynman, en forma inde-
pendiente K. Eric Drexler usó el término “nanotecnolo-
gía” en su libro del año 1986 Motores de la Creación: La
Llegada de la Era de la Nanotecnología (en inglés: En-
gines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology),
en el que propuso la idea de un “ensamblador” a nanoes-
cala que sería capaz de construir una copia de sí mismo y
de otros elementos de complejidad arbitraria con un ni-
vel de control atómico. También en el año 1986, Drexler
co-fundó The Foresight Institute (en castellano: El Ins-
tituto de Estudios Prospectivos), con el cual ya no tiene
relación, para ayudar a aumentar la conciencia y com-
prensión pública de los conceptos de la nanotecnología y
sus implicaciones.
Así, el surgimiento de la nanotecnología como un cam-
po en la década de 1980 ocurrió por la convergencia del
trabajo teórico y público de Drexler, quien desarrolló y
popularizó un marco conceptual para la nanotecnología,
y los avances experimentales de alta visibilidad que atra-
jeron atención adicional a amplia escala a los prospectos
del control atómico de la materia.
Por ejemplo, la invención del microscopio de efecto túnel
en el año 1981 proporcionó una visualización sin prece-
dentes de los átomos y enlaces individuales, y fue usa-
do exitosamente para manipular átomos individuales en
el año 1989. Los desarrolladores del microscopio Gerd
Binnig y Heinrich Rohrer del IBM Zurich Research La-
boratory (en castellano: Laboratorio de Investigación Zu-
rich IBM) recibieron un Premio Nobel en Física en el año
1986.[6][7]
Binnig, Quate y Gerber también inventaron el
microscopio de fuerza atómica análogo ese año.
Buckminsterfullereno C60, también conocido como buckybola, es
un miembro representativo de las estructuras de carbono conoci-
das como fullerenos. Los miembros de la familiar del fullereno
son una materia principal de investigación que cae bajo el interés
de la nanotecnología.
Los fullerenos fueron descubiertos en el año 1985 por
Harry Kroto, Richard Smalley y Robert Curl, quienes en
conjunto ganaron el Premio Nobel de Química del año
1996.[8][9]
Inicialmente el C60 no fue descrito como na-
notecnología; el término fue utilizado en relación con el
trabajo posterior con los tubos de grafeno relacionados
(llamados nanotubos de carbono y algunas veces también
tubos bucky) lo que sugería aplicaciones potenciales para
dispositivos y electrónica de nano escala.
A principios de la década de 2000, el campo cosechó un
incrementado interés científico, político y comercial que
llevó tanto a la controversia como al progreso. Las con-
troversias surgieron en relación a las definiciones y po-
tenciales implicaciones de las nanotecnologías, ejempli-
ficado por el informe de la Royal Society acerca de la
nanotecnología.[10]
Los desafíos surgieron de la factibili-
dad de las aplicaciones imaginadas por los proponentes
de la nanotecnología molecular, que culminó en un de-
bate público entre Drexler y Smalley en el año 2001 y el

1.3. CONCEPTOS FUNDAMENTALES 3
año 2003.[11]
Mientras tanto, la comercialización de los productos ba-
sados en los avances de las tecnologías a nanoescala co-
menzaron a surgir. Estos productos están limitados a apli-
caciones a granel de los nanomateriales y no involucran
el control atómico de la materia. Algunos ejemplos inclu-
yen a la plataforma Nano Silver que utiliza nanopartículas
de plata como un agente antibacterial, los protectores
solares transparentes basados en nanopartículas y de
los nanotubos de carbono para telas resistentes a las
manchas.[12][13]
Los gobiernos se movieron a la promoción y el
financiamiento de la investigación en nanotecnología, co-
menzando por Estados Unidos con su Iniciativa Nanotec-
nológica Nacional, que formalizó la definición de la na-
notecnología basada en el tamaño y que creó un fondo de
financiamiento para la investigación de la nanoescala.
Para mediados de la década del 2000 nueva y se-
ría atención científica comenzó a florecer. Proyectos
emergieron para producir una hoja de ruta para la
nanotecnología[14][15]
que se centraba en la manipulación
atómica precisa de la materia y que discute las capacida-
des, metas y aplicaciones existentes y proyectadas.
Otras personas de esta área fueron Rosalind Franklin,
James Dewey Watson y Francis Crick quienes propusie-
ron que el ADN era la molécula principal que jugaba un
papel clave en la regulación de todos los procesos del or-
ganismo, revelando la importancia de las moléculas como
determinantes en los procesos de la vida.
Pero estos conocimientos fueron más allá, ya que con es-
to se pudo modificar la estructura de las moléculas, como
es el caso de los polímeros o plásticos que hoy en día en-
contramos en nuestros hogares. Pero hay que decir que a
este tipo de moléculas se les puede considerar “grandes”.
Hoy en día la medicina tiene más interés en la investiga-
ción en el mundo microscópico, ya que en él se encuen-
tran posiblemente las alteraciones estructurales que pro-
vocan las enfermedades, y no hay que decir de las ramas
de la medicina que han salido más beneficiadas como es la
microbiología, inmunología, fisiología; han surgido tam-
bién nuevas ciencias como la Ingeniería Genética, que ha
generado polémicas sobre las repercusiones de procesos
como la clonación o la eugenesia.
El desarrollo de la nanociencia y la nanotecnología en
América Latina es relativamente reciente, en compara-
ción a lo que ha ocurrido a nivel global. Países como
México, Costa Rica, Argentina, Venezuela, Colombia,
Brasil y Chile contribuyen a nivel mundial con traba-
jos de investigación en distintas áreas de la nanociencia
y la nanotecnología.[16]
Además, algunos de estos países
cuentan también con programas educativos a nivel licen-
ciatura, maestría, posgrado y especialización en el área.
1.3 Conceptos fundamentales
La nanotecnología es la ingeniería de sistemas funciona-
les a escala molecular. Esto cubre tanto el actual trabajo
como conceptos que son más avanzados. En su sentido
original, la nanotecnología se refiere a la habilidad pro-
yectada para construir elementos desde lo más pequeño
a lo más grande, usando técnicas y herramientas, que ac-
tualmente están siendo desarrolladas, para construir pro-
ductos completos de alto desempeño.
Un nanómetro (nm) es la mil millonésima parte, o 10−9
,
de un metro. Por comparación, los típicos largos de en-
laces carbono-carbono, o el espacio entre estos átomos
en una molécula, están alrededor de los 0,12–0,15 nm y
la doble hélice de un ADN tiene un diámetro de alre-
dedor de 2 nm. Por otra parte, la forma de vida célular
más pequeña, la bacteria del género Mycoplasma, tienen
alrededor de 200 nm de largo. Por convención, la nano-
tecnología es medida en el rango de escala de entre 1 a
100 nm de acuerdo a la definición usada por la Iniciati-
va Nanotecnológica Nacional en Estados Unidos. El lí-
mite inferior está dado por el tamaño de los átomos (el
hidrógeno tiene los átomos más pequeños, que tienen un
diámetro aproximado de un cuarto de nm) dado que la
nanotecnología debe fabricar sus dispositivos a partir de
átomos y moléculas. El límite superior es más o menos
arbitrario pero se encuentra alrededor del tamaño en que
fenómenos que no pueden ser observados en estructuras
más grandes comienzan a ser aparentes y pueden ser usa-
dos en el nanodispositivo.[17]
Estos nuevos fenómenos ha-
cen que la nanotecnología sea distinta de los dispositivos
que son meramente versiones miniaturizadas de un dis-
positivo macroscópico equivalente; tales dispositivos se
encuentran a una escala más grande y caen bajo la des-
cripción de microtecnología.[18]
Para poner la escala en otro contexto, el tamaño compa-
rativo de un nanómetro a un metro es lo mismo que el
de una roca al tamaño de la Tierra.[19]
Otra forma de po-
nerlo: un nanómetro es la cantidad en que la barba de un
hombre promedio crece en el tiempo al que a este le toma
levanta la afeitadora a su cara.[19]
Se usan dos aproximaciones a la nanotecnología. En la
aproximación “desde el fondo hacia arriba”, los materia-
les y dispositivos son construidos a partir de componentes
moleculares que se ensamblan por sí mismos química-
mente por los principios del reconocimiento molecular.
En la aproximación “desde arriba hacia abajo”, los nano-
objetos son construidos a partir de entidades más grandes
son un control a nivel atómico.[20]
Áreas de la física tales como la nanoelectrónica, la
nanomecánica, nanofotónica y la nanoiónica han evolu-
cionado durante estás últimas pocas décadas para propor-
cionar un fundamento científico básico a la nanotecnolo-
gía.

1.3.1 De lo más grande a lo más pequeño:
una perspectiva desde los materiales
Imagen de una reconstrucción de una superficie de Oro(100) lim-
pia, como se puede visualizar usando un microscopio de efecto
túnel. Se pueden ver las posiciones de los átomos individuales que
componen la superficie.
Varios fenómenos se vuelven pronunciados a medida de
que el tamaño del sistema disminuye. Estos incluyen efec-
tos mecánicos estadísticos, así como efectos mecánicos
cuánticos, por ejemplo el “efecto del tamaño del Cuanto”
donde las propiedades electrónicas de los sólidos son al-
teradas con grandes reducciones en el tamaño de la par-
tícula. Este efecto no se ponen en juego al ir desde las
dimensiones macro a las dimensiones micro. Sin embar-
go, los efectos cuánticos pueden convertirse en significan-
tes cuando el tamaño del nanómetro es alcanzado, nor-
malmente en distancias de 100 nanómetros o menos, el
así llamado dominio cuántico. Adicionalmente, una va-
riedad de propiedades físicas (mecánicas, eléctricas, óp-
ticas, etc.) cambian cuando se les compara con los sis-
temas macroscópicos. Un ejemplo es el aumento en la
proporción del área superficial al volumen alterando las
propiedades mecánicas, termales y catalíticas de los ma-
teriales. La difusión y reacciones a nivel de nano escala,
los materiales de las nanoestructuras y de los nanodispo-
sitivos con rápido transporte de iones generalmente son
conocidas como nanoiónicas. Las propiedades mecánicas
de los nanosistemas son de interés en la investigación de
la nanomecánica. La actividad catalítica de los nanomate-
riales también abren potenciales riesgos en su interacción
con los biomateriales.
Los materiales reducidos a la nanoescala pueden mos-
trar propiedades diferentes cuando se les compara con las
que ellos exhiben a macroescala, permitiendo aplicacio-
nes únicas. Por ejemplo, las substancias opacas pueden
convertirse en transparentes (cobre); materiales estables
pueden convertirse en combustible (aluminio); materiales
insolubles pueden convertirse en solubles (oro). Un mate-
rial tal como el oro, que es químicamente inerte a escala
normales, puede servir como un potente catalizador quí-
mico a nanoescalas. La mayor parte de la fascinación con
la nanotecnología surge de estos fenómenos cuánticos y
de superficie que la materia exhibe a nanoescala.[21]
1.3.2 De lo simple a lo complejo: una pers-
pectiva molecular
La química sintética moderna ha alcanzado el punto don-
de es posible preparar pequeñas moléculas para casi cual-
quier estructura. Estos métodos son usado hoy en día para
fabricar una amplia variedad de químicos útiles tales co-
mo farmacéuticos o polímeros comerciales. Esta habili-
dad hace surgir la pregunta de extender esta clase de con-
trol al siguiente nivel más grande, buscando métodos para
ensamblar estos moléculas únicas en estructuras o ensam-
blajes supramoleculares consistentes de muchas molécu-
las dispuestas en una forma bien definida.
Estas aproximaciones utilizan lo conceptos de auto-
ensamblaje molecular y/o química supramolecular para
disponer en forma automática sus propias estructuras en
algún ordenamiento útil a través de una aproximación
desde el fondo hacia arriba. El concepto de reconoci-
miento molecular es especialmente importante: las mo-
léculas pueden ser diseñadas de tal forma de que una
configuración u ordenamiento específico sea favorecida
debido a las fuerzas intermoleculares no covalentes. Las
reglas de emparejamiento de bases de Watson–Crick son
un resultado directo de esto, asó como la especificidad
de una enzima siendo apuntada a un único sustrato o el
plegamiento de la proteína en sí misma. Así, dos o más
componentes pueden ser diseñado para complementarie-
dad y atracción mutua de tal forma que ellas construyan
un todo más complejo y útil.
La aproximaciones desde el fondo hacia arriba debería
ser capaces de producir dispositivos en paralelo y ser mu-
cho más baratas que los métodos desde arriba hacia aba-
jo, pero potencialmente podrían ser sobrepasadas a me-
dida de que el tamaño y la complejidad del ensamblaje
deseado aumente. La estructuras más exitosas requieren
arreglos de átomos complejos y termodinámicamente po-
co probables. Sin embargo, existen muchos ejemplos de
autoensamblaje basados en el reconocimiento molecular
en la biología, uno de los más notables es el pareo de base
de Watson–Crick y las interacciones enzima-substrato. El
desafío para la nanotecnología es si estos principios pue-
den ser usados para lograr nuevas construcciones adicio-
nales a las naturales ya existentes.
1.3.3 Nanotecnología molecular: una vi-
sión de largo plazo
La nanotecnología molecular, algunas veces llamada fa-
bricación molecular, describe nanosistemas manufactu-

1.4. INVESTIGACIÓN ACTUAL 5
rados (máquinas a nanoescala) operando a escala molecu-
lar. La nanotecnología molecular está asociada especial-
mente con el ensamblador molecular, una máquina que
puede producir una estructura o dispositivo deseado áto-
mo por átomo usando los principios de la mecanosíntesis.
La fabricación en el contexto de los nanosistemas produc-
tivos no está relacionado a, y debería ser claramente dis-
tinguido de, las tecnologías convencionales usadas para
la fabricación de nanomateriales tales como nanotubos y
nanopartículas de carbono.
Cuando el término “nanotecnología” fue acuñado en for-
ma independiente y popularizado por Eric Drexler (quien
en ese momento no sabía de un uso anterior realizado
por Norio Taniguchi) para referirse a una tecnología fu-
tura de fabricación basado en sistemas de máquina mo-
leculares. La premisa era que la analogías biológicas a
escala molecular de los componentes de máquinas tradi-
cionales demostraban que las máquinas moleculares eran
posibles: existen incontables ejemplos en la biología, se
sabe que sofisticadas máquinas biológicas optimizadas
estocásticamente pueden ser producidas.
Se espera que los desarrollos en la nanotecnología ha-
rán posible su construcción por algún otro medio, quizás
usando principios de biomimesis. Sin embargo, Drexler
y otros investigadores[22]
han propuesto que una nanotec-
nología avanzado, aunque quizás inicialmente implemen-
tada por medios biomiméticos, finalmente podría estar
basada en los principios de la ingeniería mecánica, es de-
cir, una tecnología de fabricación basada en la funciona-
lidad mecánica de estos componentes (tales como engra-
najes, rodamientos, motores y miembros estructurales)
que permitirían un ensamblaje programable y posicional
a una especificación atómica.[23]
La física y el desempe-
ño ingenieril de diseños de ejemplo fueron analizados en
el libro de Drexler llamado Nanosistemas.
En general es muy difícil ensamblar dispositivos a escala
atómica, ya que uno tiene que posicionar átomos sobre
otros átomos de grosor y tamaño comparables. Otra vi-
sión, expresada por Carlo Montemagno,[24]
es que los fu-
turos nanosistemas serán híbridos de la tecnología del sí-
lice y de máquinas moleculares biológicas. Richard Sma-
lley argumenta que la mecanosíntesis es imposible debido
a las dificultades en la manipulación mecánica de molé-
culas individuales.
Esto llevó a un intercambio de cartas entre la publica-
ción Chemical & Engineering News de la ACS en el año
2003.[25]
Aunque la biología claramente demuestra que
los sistemas de máquinas moleculares son posibles, las
máquinas moleculares no biológicas actualmente están
sólo en su infancia. Los líderes en la investigación de las
máquinas moleculares no biológicas son Alex Zettl y su
colegas que trabajan en el Lawrence Berkeley National
Laboratory y en la UC Berkeley. Ellos han construido al
menos tres dispositivos moleculares distintos cuyos mo-
vimientos son controlados desde el escritorio cambiando
el voltaje: un nanomotor de nanotubos, un actuador,[26]
y
un oscilador de relajación nanoelectromecánico.[27]
Ver
nanomotor de nanotubo de carbono para más ejemplos.
Un experimento que indica que un ensamblaje molecular
posicional es posible fue desarrollado por Ho y Lee en
la Universidad Cornell en el año 1999. Ellos usaron un
microscopio de efecto túnel para mover una molécula de
monóxido de carbono (CO) hacia un átomo individual de
hierro (Fe) ubicado en un cristal plano de plata, y enlazar
químicamente el CO con el Fe aplicando un voltaje.
1.4 Investigación actual
Representación gráfica de un rotaxano, útil como un interruptor
molecular.
Este tetraedro de ADN[28]
es una nanoestructura diseñada arti-
ficialmente del tipo construida en el campo de la nanotecnología
de ADN. Cada borde del tetraedro es una doble hélice de par
base de ADN, y cada vértice es un unión de tres brazos.
1.4.1 Nanomateriales
El campo de los nanomateriales incluye los subcam-
pos que desarrollan o estudian los materiales que tie-

Este dispositivo transfiere energía desde capas de grosor nano de
los pozos cuánticos a los nanocristales ubicados arriba, causando
que los nanocristales emitan luz visible.[29]
nen propiedades únicas que surgen de sus dimensiones
a nanoescala.[30]
• La ciencia de Interfaz y coloide ha identificado mu-
chos materiales que pueden ser útiles en la nanotec-
nología, tales como los nanotubos de carbono y otros
fullerenos, y varias nanopartículas y nanoroides. Los
nanomateriales con rápido transporte de iones tam-
bién están relacionados a la nanoiónica y a la nanoe-
lectrónica.
• Los materiales a nanoescala también puede ser usa-
dos para aplicaciones en volumen; la mayoría de las
aplicaciones comerciales actuales de la nanotecno-
logía son de este tipo.
• Se ha realizado progreso en la utilización de
estos materiales para aplicaciones médicas, ver
nanomedicina.
• Los materiales a nanoescala tales como los
nanopilarres algunas veces son usados en las celdas
solares para bajar los costos de las celdas solares de
silicio tradicionales.
• El desarrollo de aplicaciones que incorporan
nanopartículas semiconductoras que serán usadas
en la siguiente generación de productos, tales como
tecnología de pantallas, iluminación, celdas solares
e imágenes biológicas; ver punto cuántico.
1.4.2 Acercamientos desde el fondo hacia
arriba
Estos buscan disponer los componentes más pequeños en
estructuras más complejas.
• La nanotecnología de ADN utiliza la especificidad
del pareo de base de Watson–Crick para construir
estructuras bien definidas a partir del ADN y otros
ácidos nucleicos.
• Se aproxima desde el campo de la síntesis química
“clásica” (síntesis inorgánica y orgánica) y también
su objetivo es el diseño de moléculas con una forma
bien definida (por ejemplo bis-péptidos[31]
).
• Más generalmente, el autoensamblaje molecular
busca usar los conceptos de química supramolecu-
lar y el reconocimiento molecular en particular, para
causar que componentes uni-moleculares se dispon-
gan automáticamente por sí mismos en alguna con-
formación útil.
• Las puntas de los microscopios de fuerza atómica
pueden ser usadas como una “cabeza de escritura” a
nanoescala para depositar un químico sobre una su-
perficie en un patrón deseado en un proceso conoci-
do como nanolitografía dip-pen. Esta técnica cae en
el subcampo más grande de la nanolitografía.
1.4.3 Acercamientos desde arriba hacia
abajo
Estos buscan crear dispositivos más pequeños usando
unos más grandes para controlar su ensamblaje.
• Muchas tecnologías que trazan su origen a los
métodos de estado sólido de silicio para fabricar
microprocesadores ahora son capaces de crear ca-
racterísticas más pequeñas que 100 nm, lo cae en
la definición de nanotecnología. Discos duros basa-
dos en la magnetorresistencia gigante ya en el merca-
do caen dentro de esta descripción,[32]
así como las
técnicas de deposición de capas atómicas (en inglés:
Atomic Layer Deposition, ALD). Peter Grünberg y
Albert Fert recibieron un Premio Nobel en Física
en el año 2007 por su descubrimiento de la magne-
torresitencia gigante y sus contribuciones al campo
de la espintrónica.[33]
• Las técnicas de estado sólido también pueden ser
usadas para crear dispositivos conocidos como
sistemas nanoelectromecánicos (en inglés: Nanoe-
lectromechanical Systems, NEMS), que están rela-
cionados a los sistemas microelectromecánicos (en
inglés: Microelectromechanical Systems, MEMS).
• Haz iónico concentrado pueden ser controlados pa-
ra remover material o incluso depositar material

1.5. HERRAMIENTAS Y TÉCNICAS 7
cuando gases precursores adecuados son aplicados
al mismo tiempo. Por ejemplo, esta técnica es usa-
da rutinariamente para crear secciones de material
sub-100 nm para el análisis mediante microscopios
electrónicos de transmisión.
• Las puntas de los microscopios de fuerza atómica
pueden ser usados como una “cabeza escritora” de
nanoescala para depositar una resistencia, que luego
es seguida por un proceso de aguafuerte para remo-
ver el material en un método arriba-abajo.
1.4.4 Acercamientos funcionales
Estas buscan desarrollar componentes de una funcionali-
dad deseada sin importar como ellas podrían ser ensam-
bladas.
• La electrónica de escala molecular busca desarro-
llar moléculas con propiedades electrónicas úti-
les. Estas podrían entonces ser usadas como com-
ponentes de molécula única en un dispositivo
nanoelectrónico.[34]
Para un ejemplo ver el rotaxano.
• Los métodos químicos sintéticos también pueden ser
usados para crear motores moleculares sintéticos, tal
como el conocido como nanoauto.
1.4.5 Acercamientos biomiméticos
• La biónica o biomimesis buscan aplicar los métodos
y sistemas biológicos encontrados en la naturaleza,
para estudiar y diseñar sistemas de ingeniería y tec-
nología moderna. La biomineralización es un ejem-
plo de los sistemas estudiados.
• La bionanotecnología es el uso de las biomoléculas
para aplicaciones en nanotecnología, incluyendo el
uso de virus y ensamblajes de lípidos.[35][36]
La
nanocelulosa es una potencial aplicación a escala
masiva.
1.4.6 Especulativos
Estos subcampos buscan anticipar lo que las invenciones
nanotecnológicas podrían alcanzar o intentan proponer
una agenda que ordene un camino por el cual la investiga-
ción pueda progresar. A menudo estos toman una visión
de una gran escala de la nanotecnología, con más énfasis
en sus implicancias sociales que en los detalles de como
tales invenciones podrían realmente ser creadas.
• La nanotecnología molecular es propuesta como un
acercamiento que involucra la manipulación de una
sola molécula de una forma finamente controlado y
determinista. Esto es más teórico que otros subcam-
pos, y muchas de las técnicas propuestas están más
allá de las capacidades actuales.
• La nanorrobótica se centra en máquinas autosufi-
cientes con alguna funcionalidad operando a na-
noescala. Existen esperanzas para aplicar los nano-
robots en medicina,[37][38][39]
pero pueden no ser tan
fácil hacer tal cosa debido a severas desventajas de
tales dispositivos.[40]
Sin embargo, se ha demostra-
do progreso en materiales y metodologías innovado-
res con algunas patentes otorgadas para nuevos dis-
positivos nanofabricadores para futuras aplicaciones
comerciales, que también ayudan progresivamente
hacia el desarrollo de nanorobots con algún uso de
conceptos de nanobioelectrónica embebida.[41][42]
• Los nanosistemas productivos son “sistemas de na-
nosistemas” que serán complejos nanosistemas que
producen partes atómicamente precisas para otros
nanosistemas, no necesariamente utilizando nove-
les propiedades nanoescalares emergentes, sino que
bien comprendidos fundamentos de la fabricación.
Debido a la naturaleza discreta (a nivel atómico)
de la materia y la posibilidad del crecimiento ex-
ponencial, esta etapa es vista como la base de otra
revolución industrial. Mihail Roco, uno de los arqui-
tectos de la Iniciativa Nanotecnológica Nacional de
Estados Unidos, ha propuesto cuatro estados de la
nanotecnología que parecen ser un paralelo del pro-
greso técnico de la Revolución Industrial, progre-
sando desde nanoestructuras pasivas a nanodisposi-
tivos activos a complejas nanomáquinas y finalmen-
te a nanosistemas productivos.[43]
• La materia programable busca diseñar materiales
cuyas propiedades puedan ser fácilmente, reversi-
blemente y externamente controlados pensada co-
mo una fusión entre la ciencia de la información y la
ciencia de los materiales.
• Debido a la popularidad y exposición mediática del
término nanotecnología, las palabras picotecnología
y femtotecnología han sido acuñados en forma
análoga, aunque estos son raramente utilizados y so-
lo de manera informal.
1.5 Herramientas y técnicas
Existen varios importantes desarrollos modernos. El
microscopio de fuerza atómica (en inglés: Atomic Force
Microscope, AFM) y el microscopio de efecto túnel (en
inglés: Scanning Tunneling Microscope, STM) son ver-
siones tempranas de las sondas de barrido que lanzaron
la nanotecnología. Existen otros tipos de microscopio de
sonda de barrido. Aunque conceptualmente similares a
los microscopios confocales de barrido desarrollados por
Marvin Minsky en el año 1961 y al microscopio acústi-
co de barrido (en inglés: Scanning Acoustic Microscope,
SAM) desarrollado por Calvin Quate y asociados en la
década de 1970, los microscopios de sonda de barrido
más nuevos tienen una mucho más alta resolución, dado

Típica configuración de un microscopio de fuerza atómica. Un
voladizo microfabricado con una punta aguda es desviado por
las características de una superficie de muestra, de forma similar
a un fonógrafo pero a una escala mucho más pequeña. Un haz
láser se refleja en la parte trasera del voladizo en un conjunto
de fotodetectores, permitiendo que el desvío sea medido y que se
arme en una imagen de la superficie.
que ellos no están limitados por la longitud de onda del
sonido o la luz.
La punta de una sonda de barrido también puede ser usa-
da para manipular nanoestructuras (un proceso conocido
como ensamblaje posicional). La metodología de barrido
orientado a la característica sugerida por Rostislav Laps-
hin parece ser una forma prometedora de implemen-
tar estas nanomanipulaciones en modo automático.[44][45]
Sin embargo, esto es aún un proceso lento debido a la baja
velocidad de barrido del microscopio.
Varias técnicas de nanolitografía tales como la litografía
óptica, la nanolitografía dip-pen de litografía de rayos X,
la litografía de haz de electrones o litografía de nanoim-
presión también fueron desarrolladas. La litografía es una
técnica de fabricación desde arriba hacia abajo donde el
material en bruto es reducido en tamaño hasta lograr un
patrón a nanoescala.
Otro grupo de técnicas nanotecnológicas incluyen a
aquellas usadas para la fabricación de nanotubos y
nanoalambres, aquellas usadas en la fabricación de se-
miconductores tales como la litografía ultravioleta pro-
funda, la litografía de haz de electrones, maquinado de
haz de iones enfocado, la litografía de nanoimpresión, la
deposición de capa atómica y deposición molecular de va-
por , y además incluyendo las técnicas de autoensamblaje
molecular tales como aquellas que emplean copolímeros
di-bloque. Los precursores de estas técnicas son anterio-
res a la era de la nanotecnología, y son extensiones en el
desarrollo de los avances científicos más que técnicas que
fueron ideadas únicamente con el propósito de crear na-
notecnología y que fueron el resultado de la investigación
nanotecnológica.
El acercamiento de arriba hacia bajo anticipa nanodis-
positivos que deben ser construidos pieza por pieza en
etapas, de la misma forma que son fabricados el resto de
las cosas. La microscopia de sonda de barrido es una im-
portante técnica tanto para la caracterización como para
la síntesis de nanomateriales. Los microscopios de fuer-
za atómica y los microscopios de efecto túnel de barri-
do pueden ser usados para examinar las superficies y pa-
ra mover los átomos en ellas. Al diseñar diferentes pun-
tas para estos microscopios, ellos pueden ser usados para
tallar estructuras en la superficies y para ayudar a guiar
las estructuras autoensambladas. Al utilizar, por ejem-
plo, el acercamiento de barrido orientado a las caracte-
rísticas, los átomos o moléculas pueden ser movidos en
la superficie con las técnicas del microscopio de sonda
de barrido.[44][45]
Actualmente, es caro y demoroso pa-
ra ser utilizados en la producción en masa pero son muy
adecuadas para la experimentación en un laboratorio.
En contraste, las técnicas de abajo hacia arriba constru-
yen o hace crecer estructuras más grandes átomo por áto-
mo o molécula por molécula. Estas técnicas incluyen sín-
tesis química, autoensamblaje y ensamblaje posicional.
La interferometría de polarización dual es una herramien-
ta adecuada para la caracterización de películas delgadas
autoensambladas. Otra variación del acercamiento desde
abajo hacia arriba es la crecimiento epitaxial por haces
moleculares (en inglés: Molecular Beam Epitaxy, MBE).
Los investigadores de los Bell Telephone Laboratories ta-
les como John R. Arthur, Alfred Y. Cho y Art C. Gos-
sard desarrollaron e implementaron el MBE como una
herramienta de investigación hacia finales de la década
de 1960 y la década de 1970. Las muestras hechas por
el MBE fueron claves para el descubrimiento del efecto
Hall cuántico fraccionario por el cual el premio Nobel
en Física del año 1998 fue otorgado. El MBE permite
a los científicos disponer capas precisas atómicamente,
y en el proceso, construir complejas estructuras. Impor-
tante para la investigaciones en semiconductores, la MBE
también es usada ampliamente para hacer muestras y dis-
positivos para el recientemente emergente campo de la
espintrónica.
Sin embargo, nuevos productos terapeúticos, basados en
nanomateriales sensibles, tales como las vesículas ultra-
deformables y sensibles a la tensión Transfersome, que
están en desarrollo y se encuentran aprobadas para uso
humano en algunos países.
1.6 Inversión
Algunos países en vías de desarrollo ya destinan impor-
tantes recursos a la investigación en nanotecnología. La
nanomedicina es una de las áreas que más puede contri-
buir al avance sostenible del Tercer Mundo, proporcio-
nando nuevos métodos de diagnóstico y cribaje de en-
fermedades, mejores sistemas para la administración de
fármacos y herramientas para la monitorización de algu-
nos parámetros biológicos.

1.8. NANOTECNOLOGÍA AVANZADA 9
Alrededor de cuarenta laboratorios en todo el mundo ca-
nalizan grandes cantidades de dinero para la investigación
en nanotecnología. Unas trescientas empresas tienen el
término “nano” en su nombre, aunque todavía hay muy
pocos productos en el mercado.[cita requerida]
Algunos gigantes del mundo informático como IBM,
Hewlett-Packard ('HP)' NEC e Intel están invirtiendo mi-
llones de dólares al año en el tema. Los gobiernos del
llamado Primer Mundo también se han tomado el tema
muy en serio, con el claro liderazgo del gobierno esta-
dounidense, que dedica cientos millones de dólares a su
National Nanotechnology Initiative.
En España, los científicos hablan de “nanopresupuestos”.
Pero el interés crece, ya que ha habido algunos congre-
sos sobre el tema: en Sevilla, en la Fundación San Telmo,
sobre oportunidades de inversión, y en Madrid, con una
reunión entre responsables de centros de nanotecnología
de Francia, Alemania y Reino Unido en la Universidad
Autónoma de Madrid.
Las industrias tradicionales podrán beneficiarse de la na-
notecnología para mejorar su competitividad en sectores
habituales, como textil, alimentación, calzado, automo-
ción, construcción y salud. Lo que se pretende es que las
empresas pertenecientes a sectores tradicionales incorpo-
ren y apliquen la nanotecnología en sus procesos con el fin
de contribuir a la sostenibilidad del empleo. Actualmen-
te la cifra en uso cotidiano es del 0.2 %. Con la ayuda de
programas de acceso a la nanotecnología se prevé que en
2014 sea del 17 % en el uso y la producción manufactu-
rera.
1.7 Ensamblaje interdisciplinario
La característica fundamental de nanotecnología es que
constituye un ensamblaje interdisciplinar de varios cam-
pos de las ciencias naturales que están altamente espe-
cializados. Por tanto, los físicos juegan un importante rol
no sólo en la construcción del microscopio usado para
investigar tales fenómenos sino también sobre todas las
leyes de la mecánica cuántica. Alcanzar la estructura del
material deseado y las configuraciones de ciertos átomos
hacen jugar a la química un papel importante. En me-
dicina, el desarrollo específico dirigido a nanopartículas
promete ayuda al tratamiento de ciertas enfermedades.
Aquí, la ciencia ha alcanzado un punto en el que las fron-
teras que separan las diferentes disciplinas han empeza-
do a diluirse, y es precisamente por esa razón por la que
la nanotecnología también se refiere a ser una tecnología
convergente.
Una posible lista de ciencias involucradas sería la siguien-
te:
• Química (Moleculares y computacional)
• Bioquímica
• Biología molecular
• Física
• Electrónica
• Informática
• Matemáticas
• Medicina
• Nanoingenieria
1.8 Nanotecnología avanzada
La nanotecnología avanzada, a veces también llamada
fabricación molecular, es un término dado al concepto
de ingeniería de nanosistemas (máquinas a escala nano-
métrica) operando a escala molecular. Se basa en que
los productos manufacturados se realizan a partir de áto-
mos. Las propiedades de estos productos dependen de
cómo estén esos átomos dispuestos. Así por ejemplo, si
reubicamos los átomos del grafito (compuesto por car-
bono, principalmente) de la mina del lápiz podemos ha-
cer diamantes (carbono puro cristalizado). Si reubicamos
los átomos de la arena (compuesta básicamente por sílice)
y agregamos algunos elementos extras se hacen los chips
de un ordenador.
A partir de los incontables ejemplos encontrados en la
biología se sabe que miles de millones de años de retro-
alimentación evolucionada puede producir máquinas bio-
lógicas sofisticadas y estocásticamente optimizadas. Se
tiene la esperanza que los desarrollos en nanotecnología
harán posible su construcción a través de algunos signifi-
cados más cortos, quizás usando principios biomiméticos.
Sin embargo, K. Eric Drexler y otros investigadores han
propuesto que la nanotecnología avanzada, aunque quizá
inicialmente implementada a través de principios mimé-
ticos, finalmente podría estar basada en los principios de
la ingeniería mecánica.
Determinar un conjunto de caminos a seguir para el desa-
rrollo de la nanotecnología molecular es un objetivo para
el proyecto sobre el mapa de la tecnología liderado por
Instituto Memorial Battelle (el jefe de varios laboratorios
nacionales de EEUU) y del Foresigth Institute. Ese mapa
debería estar completado a finales de 2006.
1.9 Futuras aplicaciones
Según un informe de un grupo de investigadores de
la Universidad de Toronto, en Canadá, las quince
aplicaciones más prometedoras de la nanotecnología
son:[cita requerida]
• Almacenamiento, producción y conversión de
energía.

• Armamento y sistemas de defensa.
• Producción agrícola.
• Tratamiento y remediación de aguas.
• Diagnóstico y cribaje de enfermedades.
• Sistemas de administración de fármacos.
• Procesamiento de alimentos.
• Remediación de la contaminación atmosférica.
• Construcción.
• Monitorización de la salud.
• Detección y control de plagas.
• Control de desnutrición en lugares pobres.
• Informática.
• Alimentos transgénicos.
• Cambios térmicos moleculares (Nanotermología).
1.10 Aplicaciones actuales
1.10.1 Nanotecnología aplicada al envasa-
do de alimentos
Una de las aplicaciones de la nanotecnología en el campo
de envases para alimentación es la aplicación de mate-
riales aditivados con nanoarcillas, que mejoren las pro-
piedades mecánicas, térmicas, barrera a los gases, entre
otras; de los materiales de envasado. En el caso de me-
jora de la barrera a los gases, las nanoarcillas crean un
recorrido tortuoso para la difusión de las moléculas ga-
seosas, lo cual permite conseguir una barrera similar con
espesores inferiores, reduciendo así los costos asociados
a los materiales.
Los procesos de incorporación de las nanopartículas se
pueden realizar mediante extrusión o por recubrimiento,
y los parámetros a controlar en el proceso de aditivación
de los materiales son: la dispersión nanopartículas, la in-
teracción de las nanopartículas con la matriz, las agrega-
ciones que puedan tener lugar entre las nanopartículas y
la cantidad de nanopartículas incorporada.
1.11 Véase también
• Nanoﬁbra
• Nanopatch
• Nanoalimentos
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ción sobre nanotecnología.Wikcionario

• Wikimedia Commons alberga contenido multi-
media sobre NanotecnologíaCommons.
• “Laboratorio Nacional de Nanotecnología (Méxi-
co)", El Laboratorio Nacional de Nanotecnología
representa una avanzada plataforma tecnológica pa-
ra el impulso de la Nanociencia y la Nanotecnología
en México.
• “Nanospain - Red Española de Nanotecnología”, Si-
tio web sobre la Red Española de Nanotecnología
coordinada por el Consejo Superior de Investigacio-
nes Cientíﬁcas y la Fundación Phantoms.
• Centro de Investigación en Nanomateriales y Nano-
tecnología (CINN)
• Artículo sobre el tema en el No. 6 de la Revista Ibe-
roamericana de Ciencia, Tecnología, Sociedad e In-
novación
• Riesgos sanitarios de la nanotecnología resumen de
un dictamen del CCRSERI de la Comisión Europea
(2006)
• Promesas y Peligros de la Nanotecnología
• Medicina nanológica - Aplicaciones médicas de las
nanotecnologías Informe del Grupo ETC
• Libro publicado por la Oﬁcina de Seguridad y Ca-
lidad Alimentaria de la FAO/ONU The FAO/WHO
Expert Meeting on the Application of Nanotechno-
logies in the Food and Agriculture Sectors: Poten-
tial Food Safety Implications Meeting Report - Rome
2010

Capítulo 2
Nivel nanoscópico
0.1 nm
atoms
small molecules
proteins,
antibodies
viruses
bacteria
quantum dots
UV lithography
electron-beam lithography
nano-imprint lithography
technological self-assembly
1 nm 10 nm 100 nm 1 µm 10 µm 100 µm 1 mm
gates of transistors electromechanical, fluidic, optical,
magnetic microsystems
DNA microarrayscrystalline lattices
DNA bases
chromosomes
genes
animal cells
ribosomes
carbon
nanotubes
human hair
scanning probe lithography
natural self-assembly
top-down
bottom-up
5'
3'
Una comparación entre las escalas de varios organismos bioló-
gicos y objetos tecnológicos.
La escala nanoscópica, escala nanométrica, o simple-
mente nanoescala, se hace referencia normalmente a
las estructuras con una escala de longitud aplicable a la
nanotecnología, generalmente citado con una variación
de 1 a 100 nanómetros.[1]
La escala nanoscópica está casi
en el límite inferior de la escala mesoscópica, utilizada en
la mayor parte de los sólidos.[2]
Por razones técnicas, la escala nanoscópica es la dimen-
sión donde las fluctuaciones esperadas de las propiedades
medias, debido al movimientoo y comportamiento de las
partículas individuales, no pueden reducirse por debajo
de un cierto límite deseable (por lo general un pequeño
porcentaje), y debe estrictamente establecerse dentro del
contexto de cualquier problema particular.[3]
A veces, la escala nanoscópica es marcada como el pun-
to en donde cambian las propiedades de un material; por
encima de este punto, las propiedades de un material son
causadas por efectos de la masa o del “volumen”, es decir,
los átomos que se encuentran presentes, la forma en que
están unidos, y en qué proporciones. Por debajo de este
punto cambian las propiedades de un material, y, mien-
tras que el tipo de átomos presentes y sus orientaciones
relativas siguen siendo importantes, los “efectos de área
de superficie” (también denominados como efectos cuán-
ticos) se hacen más evidentes —estos efectos se deben a
la geometría del material (qué tan grueso es, qué tan am-
plio es, etc.), que, en dichas dimensiones bajas, puede te-
ner un efecto drástico en los estados cuantificados, y por
lo tanto las propiedades de un material—.[4]
El 8 de octubre de 2014, el premio Nobel de Química fue
otorgado a Eric Betzig, William Moerner y Stefan Hell
por “el desarrollo de microscopía de fluorescencia de su-
perresolución” (nanoscopios), aportando “microscopios
ópticos en la nanodimensión”. Por medio de la técnica
se pueden obtener, a través de un microscopio de fluores-
cencia óptica, resoluciones superiores a 0.2 micras, dando
inicio a la nanoscopía.[5][6][7]
2.1 Referencias
[1] Hornyak, Gabor L. (2009). Fundamentals of Nanotechno-
logy. Boca Raton FL, los Estados Unidos: Taylor & Fran-
cis Group.
[2] Dizi.it (ed.). «Nanoscala» (en italiano). Consultado el 21
de julio de 2011.
[3] Molecularlab.it (ed.). «Nuovo esperimento offre informa-
zioni sui sistemi in nanoscala» (en italiano). Parámetro
desconocido |accesso= ignorado (ayuda)
[4] Ricerca Italiana (ed.). «Dinamica di spin ed effetti quan-
tistici in sistemi magnetici nanoscopici: nuove proprietà
fisiche e potenziali applicazioni» (en italiano). Consulta-
do el 21 de julio de 2011.
[5] Ritter, Karl; Rising, Malin (8 de octubre de 2014). «2
Americans, 1 German win chemistry Nobel». AP News.
Consultado el 8 de octubre de 2014.
[6] Chang, Kenneth (8 de octubre de 2014). «2 Americans
and a German Are Awarded Nobel Prize in Chemistry».
New York Times. Consultado el 8 de octubre de 2014.
[7] Rincon, Paul (8 de octubre de 2014). «Microscope work
wins Nobel Prize in Chemistry». BBC News. Consultado
el 8 de octubre de 2014.
2.2 Enlaces externos
• Esta obra deriva de la traducción total de Nanoscala
de Wikipedia en italiano, concretamente de esta ver-
sión del 28 de octubre de 2014, publicada por sus
editores bajo la Licencia de documentación libre de
13

14 CAPÍTULO 2. NIVEL NANOSCÓPICO
GNU y la Licencia Creative Commons Atribución-
CompartirIgual 3.0 Unported.

Capítulo 3
Nanomaterial
Los nanomateriales son materiales con propiedades
morfológicas más pequeñas que 1 µm en al menos una
dimensión.[1]
A pesar del hecho de que no hay consenso
sobre el tamaño mínimo o máximo de un nanomaterial,
algunos autores restringen su tamaño de 1 a 100 nm, una
definición lógica situaría la nanoescala entre la microes-
cala (1 µm) y la escala atómica/molecular (alrededor de
0.2 nm).
3.1 Conceptos fundamentales
Un aspecto único de la nanotecnología es la enorme razón
de superficie a volumen presente en muchos materiales en
nanoescala que propicia la aparición de nuevos efectos
mecánico cuánticos, por ejemplo, el “efecto de tamaño
de cuanto" en el que las propiedades electrónicas de los
sólidos se ve alterada con una gran reducción en el tama-
ño de las partículas. Este efecto no tiene importancia al
ir de macro a micro dimensiones. Sin embargo, se vuel-
ve dominante cuando la nanoescala es alcanzada. Ade-
más, varias propiedades físicas cambian cuando se com-
para con sistemas macroscópicos. Las nuevas propieda-
des de los nanomateriales es el sujeto de la investigación
nanomecánica. Sus actividades catalíticas revelan nove-
dosas propiedades en la interacción con biomateriales.
La nanotecnología puede ser imaginada como la exten-
sión de las disciplinas tradicionales hacia la consideración
explícita de las mencionadas propiedades. Además, las
disciplinas tradicionales pueden ser reinterpretadas como
aplicaciones específicas de nanotecnología. Esta recipro-
cidad dinámica de ideas y conceptos contribuye a la com-
prensión moderna del campo. Ampliamente hablando, la
nanotecnología es la síntesis y aplicación de ideas prove-
nientes de la ciencia y la ingeniería hacia la comprensión
y producción de materiales y dispositivos novedosos.
Los materiales reducidos a la nanoescala pueden súbi-
tamente mostrar propiedades muy diferentes a las que
exhiben en una macroescala, posibilitando aplicaciones
únicas. Por ejemplo, sustancias opacas se vuelven trans-
parentes (cobre); materiales inertes se transforman en
catalizadores (platino); materiales estables se transfor-
man en combustibles (aluminio); sólidos se vuelven lí-
quidos a temperatura ambiente (oro); aislantes se vuel-
ven conductores (silicona). Materiales como el oro, que
es químicamente inerte en escalas normales, pueden ser-
vir como catalizadores a nanoescalas. Mucha de la fasci-
nación que produce la nanotecnología proviene de estos
peculiares fenómenos cuánticos y de superficie que la ma-
teria exhibe en nanoescala.
Partículas de polvo de tamaño nanométrico (también lla-
madas nanopartículas) son potencialmente importantes
en la cerámica y la pulvimetalurgia, el logro de nanopo-
rosidad uniforme y otras aplicaciones similares. La fuer-
te tendencia de pequeñas partículas de formar grupos es
un serio problema tecnológico que impide tales aplica-
ciones. Sin embargo, algunos dispersores como el citrato
de amoníaco (acuoso) y el alcohol oleico (no acuoso) son
aditivos prometedores para la desaglomeración.Son ma-
teriales a nanoescala. Materiales con características es-
tructurales de una dimensión entre 1-100 nanómetros.
Los nanomateriales pueden ser subdivididos en nanopar-
tículas, nanocapas y nanocompuestos. El enfoque de los
nanomateriales es una aproximación desde abajo hacia
arriba a las estructuras y efectos funcionales de forma que
la construcción de bloques de materiales son diseñados y
ensamblados de forma controlada.
Un reciente informe de Small Times predice un fuerte
crecimiento de los denominados nanomateriales. En el
mismo se comentan los diferentes tipos existentes en la
actualidad (tales como las nanoarcillas para reforzar plás-
ticos) o los nanotubos de carbono para agregar conducti-
vidad a varios materiales.
Muchos de estos avances los están llevando a cabo em-
presas norteamericanas pequeñas y medianas en colabo-
ración con empresas líderes.
Existen tres categorías básicas de nanomateriales desde
el punto de vista comercial y desarrollo: óxidos metáli-
cos, nanoarcillas y nanotubos de carbono. Los que más
han avanzado desde el punto de vista comercial son las
nanopartículas de óxido metálico.
3.2 Artículos relacionados
• Nanofibra
15

16 CAPÍTULO 3. NANOMATERIAL
3.3 Referencias
[1] Cristina Buzea, Ivan Pacheco, and Kevin Robbie “Nano-
materials and Nanoparticles: Sources and Toxicity” Bio-
interphases 2 (1007) MR17-MR71.

Capítulo 4
Fundación Argentina de Nanotecnología
La Fundación Argentina de Nanotecnología (FAN) es
una entidad sin fines de lucro creada el 24 de abril de 2005
por el Decreto 380 del Poder Ejecutivo con el objetivo de
fomentar y promover el desarrollo humano y técnico en el
campo de la nanotecnología y la microtecnología a nivel
nacional, de consumo del mercado interno y de inserción
en los mercados internacionales.
Desarrolla acciones para apoyar la participación de in-
vestigadores, instituciones y empresas, realiza consultas
en la comunidad científica sobre necesidades, oportuni-
dades y estrategias de apoyo y presta información sobre
la nanotecnología, su importancia y oportunidades.[1]
4.1 Acciones
La FAN otorga auspicios y/o subsidios a terceros, finan-
ciando las iniciativas de:
• Generar valor agregado a la producción nacional,
consumo del mercado interno y inserción local en
los mercados internacionales.
• Incorporar innovación en nanotecnología y micro-
tecnología en el país.
• Nichos de oportunidades en el área para
Argentina.[2]
Nanotecnología para la Industria y la Sociedad
Desde comienzos del 2010 la FAN lleva a adelante el Pro-
grama Nanotecnología para la Industria y la Sociedad,
contando con más de 20 Encuentros realizados en todo
el país. El programa tiene la intención de divulgar los
desarrollos logrados por el Sistema Científico Nacional
en materia de micro y nanotecnología, integrando a cien-
tíficos destacados con cámaras empresariales, asociacio-
nes profesionales e instituciones gubernamentales intere-
sadas en la promoción de nuevas tecnologías en la región
de competencia.
Nanotecnólogos por un día
El concurso Nanotecnólogos por un día intenta difundir,
de manera temprana, la Nanotecnología en los colegios
de enseñanza técnica de nivel medio de la República Ar-
gentina, además de fortalecer la creatividad científica y
tecnológica y promover en el horizonte vocacional de los
jóvenes la elección de careras científico tecnológicas. Sus
objetivos específicos son: Fomentar el espíritu científi-
co y el juicio crítico. Revalorizar la enseñanza de la tec-
nología como un campo ineludible para la comprensión
del mundo, que supere su rol tradicional de aplicación
y/o complementación de otros saberes. Redefinir las re-
laciones entre conocimiento científico, conocimiento co-
tidiano y conocimiento escolar. Fomentar hábitos de res-
ponsabilidad, de cooperación y de solidaridad entre sus
miembro. Mostrar la capacidad de realización de los jó-
venes. Organizar actividades de difusión científica. Parti-
cipar en actividades científicas, charlas, conferencias re-
lacionadas con la temática
Nano en Fotos
La Fundación Argentina de Nanotecnología convoca a
integrar la muestra “Nano en fotos” organizada por es-
ta Institución, mediante la presentación de imágenes se-
gún se describe a continuación. Dicha muestra tiene co-
mo objetivo acercar el público en general al mundo de la
nanociencia y la nanotecnología, en el entrecruce produ-
cido entre arte y ciencia a través de fotografías que serán
exhibidas a lo largo y ancho de nuestro país.
Nanomercosur
Los encuentros Nanomercosur tienen como fin identifi-
car los desafíos y ventajas que ofrece la aplicación de la
micro y nanotecnología, para aumentar la competitividad
industrial, la participación en el mercado, e incrementar
los beneficios socioeconómicos derivados de su uso. Las
actividades del encuentro incluyen una Feria de Empre-
sas e Instituciones de I+D con capacidades y proyectos
innovadores, además de distintos Seminarios Internacio-
nales con temas claves para el desarrollo de estas tecno-
logías. Los paneles organizados tienen como fin mostrar
los casos exitosos en transferencia de tecnología en micro
y nanotecnología, los Consorcios público-privados pro-
movidos por el Fondo Sectorial de Nanotecnología de la
Agencia de Promoción y Tecnología y los proyectos “Pre
Semilla” de la FAN en ejecución.
17

18 CAPÍTULO 4. FUNDACIÓN ARGENTINA DE NANOTECNOLOGÍA
4.2 Inversión
Programa de Inversión en Emprendimientos de Alto
Contenido en Micro y Nanotecnología
Los Pre Semilla son proyectos orientados al desarrollo de
productos, equipos y/o procesos basados en el conjun-
to de tecnologías que puedan ser englobadas como mi-
cro y nanotecnología, y que permitan, mediante ulterio-
res desarrollos comerciales, poder lanzar al mercado en
forma efectiva productos de alto valor agregado, de for-
ma tal de fortalecer a la Industria Argentina y beneficiar
a la Sociedad. Son proyectos que se encaminan hacia la
transferencia de la nanotecnología. Pueden consistir en el
desarrollo de una idea práctica surgida de un trabajo cien-
tífico de alto nivel, donde el investigador tiene la opción
de participar directamente como emprendedor y empre-
sario, o bien pueden presentarse como iniciativa de em-
presas que busquen incorporar micro y/o nanotecnología
desarrollada en Argentina, para mejorar la seguridad, fle-
xibilidad y productividad de los procesos productivos y/o
agregar a su oferta productos diferenciados.
4.3 Véase también
• Nanotecnología
4.4 Referencias
[1] Acerca de la FAN Fundación Argentina de Nanotecnolo-
gía. Consultada el 15 de junio de 2012.
[2] Auspicios Fundación Argentina de Nanotecnología. Con-
sultada el 15 de junio de 2012.

4.5. TEXTO E IMÁGENES DE ORIGEN, COLABORADORES Y LICENCIAS 19
4.5 Texto e imágenes de origen, colaboradores y licencias
4.5.1 Texto
• Nanotecnología Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Nanotecnolog%C3%ADa?oldid=82635240 Colaboradores: Piolinfax, Joseaperez,
4lex, JorgeGG, Pilaf, Julie, Sir Paul, Raserran, Sanbec, Dodo, Sms, Tano4595, Marcelo Huerta, Dianai, Ktsquare, Mandramas, Cinabrium,
Elsenyor, LeonardoRob0t, TxemaFinwe, Hispa, Natrix, Taichi, Patricio.lorente, Rembiapo pohyiete (bot), Caiser, Magister Mathematicae,
Orgullobot~eswiki, RobotQuistnix, Platonides, Vynith, Alhen, Chobot, Caiserbot, Yrbot, Amadís, Sixstone, Oscar ., Varano, Maleiva, Vi-
tamine, YurikBot, Gaeddal, Icvav, Equi, Beto29, KnightRider, Eskimbot, Banfield, McPolu, Kepler Oort, Ppja, Tomatejc, Filipo, Siabef,
Carlosblh, Nihilo, Abrego, BOTpolicia, CEM-bot, Laura Fiorucci, Alex15090, Retama, Eli22, Roberpl, StephanieM~eswiki, Karshan,
Davius, Antur, Jjafjjaf, CF, Dorieo, Montgomery, Thijs!bot, Alvaro qc, Metamario, Mahadeva, Yeza, RoyFocker, Isha, Egaida, Mpei-
nadopa, Jurgens~eswiki, JAnDbot, JuanPaBJ16, VanKleinen, Kved, BetBot~eswiki, Muro de Aguas, TXiKiBoT, Aalvarez12, Humberto,
Netito777, Pabloallo, Rei-bot, Chabbot, MotherForker, Pólux, Padaguan, Jmvkrecords, Cvelasquez, Zeroth, Manuel Trujillo Berges, Al-
noktaBOT, VolkovBot, Snakeyes, Technopat, C'est moi, Jsms, Galandil, Queninosta, Erfil, Matdrodes, Javichu el jefe, DJ Nietzsche, Nelsi-
to777, Baronsosa, BlackBeast, Shooke, Lucien leGrey, TIMINeutron, AlleborgoBot, 3coma14, J.M.Domingo, El Davo, Numbo3, Darwino,
BotMultichill, SieBot, Ctrl Z, PaintBot, Loveless, Carmin, Cobalttempest, CASF, Bigsus-bot, BOTarate, Marcelo, Mel 23, Manwë, Greek,
Converdb, Mafores, PipepBot, Pedroferrauti, Tirithel, Mutari, Jarisleif, Javierito92, HUB, Antón Francho, PixelBot, Makete, Eduardosalg,
Persiano, Leonpolanco, ElMeBot, Pan con queso, Alejandrocaro35, Mriogay0123, LordT, Furti, Mariogay0123, Descansatore, Petruss,
Poco a poco, BetoCG, Alexbot, Rαge, Açipni-Lovrij, Camilo, UA31, Shalbat, AVBOT, Patoyy, David0811, Kurihaya, MastiBot, Jlhyl,
MarcoAurelio, Lfelipecr, Maria jacobo, Diegusjaimes, Willi4m, MelancholieBot, Kwjbot, Arjuno3, Madalberta, Andreasmperu, Luckas-
bot, Dalton2, Wikisilki, Nallimbot, Bonnot, Rixijano, Johnwilen, Draxtreme, TrendsNano, La galli d.c, ArthurBot, Irenosa, Saeed5252,
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na, Torrente, MABm5, Davidskateboardthebest, Panderine!, D'ohBot, Yabama, Hprmedina, Photonic17, Halfdrag, BF14, Carogavi, Tek-
nad, Leugim1972, Larga vida a firefox, Jembot, IVila, Brito33, TjBot, Bernal22, Olivares86, Mikel Arralb, Sl2010, Foundling, Mathonius,
Wikiléptico, EmausBot, Savh, AVIADOR, Aldo b, Grillitus, Rubpe19, Mecamático, Hipercamilo, German cruz, Frigotoni, Miguel.baillon,
Palissy, Manubot, Igonzalvo, Metrónomo, Lalo.dirdam, Antonorsi, MerlIwBot, JABO, KLBot2, TeleMania, Vagobot, Sebrev, 15elmaster,
Harpagornis, Dannyalejandrovargas, Daniela s m, Krh~eswiki, Carlos casadiego, Neyver perez, Diosa Velez, Jem Villa, Rojo9206, Da-
nielvasquito, Emerka restrepo, Jonierrentt, MigueQuiceno, Yurii restrepo, Daniel tangerife, Sorin Cojocaru, Leitoxx, Elboy99, Addbot,
Balles2601, Lagoset, Jarould, BenjaBot, Lectorina y Anónimos: 637
• Nivel nanoscópico Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Nivel_nanosc%C3%B3pico?oldid=82646474 Colaboradores: Jarould y BenjaBot
• Nanomaterial Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Nanomaterial?oldid=82158279 Colaboradores: Cookie, Taichi, Varano, Roberto Fia-
done, Mercenario97, Christianfgc, Cvelasquez, Muro Bot, Bigsus-bot, Danart474, PixelBot, Alexbot, UA31, AVBOT, LucienBOT, Masti-
Bot, Luckas-bot, Amirobot, MystBot, Alexzandros, Tvaldes~eswiki, Xqbot, PatruBOT, Dinamik-bot, Fran89, Tarawa1943, Jorge c2010,
EmausBot, ChuispastonBot, KLBot2, TeleMania, Invadibot, Allan Aguilar, Elvisor, EduLeo, Ivanretro, Addbot, Pablo Darko, Jarould,
Lectorina y Anónimos: 32
• Fundación Argentina de Nanotecnología Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Fundaci%C3%B3n_Argentina_de_Nanotecnolog%C3%
ADa?oldid=81237848 Colaboradores: Banfield, Meltryth, Minuanoencapital, Farisori, Gustavo Girardelli, Abián, Invadibot, Andrespoleri,
Ineditable, David Condrey y Anónimos: 2
4.5.2 Imágenes
• Archivo:AFMsetup.jpg Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5e/AFMsetup.jpg Licencia: CC BY 2.5 Colabora-
dores: http://kristian.molhave.dk Artista original: yashvant
• Archivo:Achermann7RED.jpg Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c7/Achermann7RED.jpg Licencia: Public
domain Colaboradores: Los Alamos National Laboratory, http://www.sandia.gov/news-center/news-releases/2004/micro-nano/well.html
Artista original: Marc Achermann
• Archivo:Atomic_resolution_Au100.JPG Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ec/Atomic_resolution_Au100.
JPG Licencia: Public domain Colaboradores: ? Artista original: ?
• Archivo:Biological_and_technological_scales_compared-en.svg Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/29/
Biological_and_technological_scales_compared-en.svg Licencia: CC BY-SA 2.5 Colaboradores: File:Water molecule.svg, Philip Ronan,
domaine public
Artista original: Guillaume Paumier, Philip Ronan, NIH, Artur Jan Fijałkowski, Jerome Walker, Michael David Jones, Tyler Heal, Mariana
Ruiz, Science Primer (National Center for Biotechnology Information), Liquid_2003, Arne Nordmann & The Tango! Desktop Project
• Archivo:C60a.png Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/41/C60a.png Licencia: CC-BY-SA-3.0 Colaboradores:
Transferido desde en.wikipedia a Commons. Artista original: The original uploader was Mstroeck de Wikipedia en inglés Later versions
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• Archivo:Commons-logo.svg Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4a/Commons-logo.svg Licencia: Public domain
Colaboradores: This version created by Pumbaa, using a proper partial circle and SVG geometry features. (Former versions used to be slightly
warped.) Artista original: SVG version was created by User:Grunt and cleaned up by 3247, based on the earlier PNG version, created by
Reidab.
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nanomaterials_sizes.jpg Licencia: CC BY-SA 3.0 Colaboradores: http://www.mdpi.com/1422-0067/15/5/7158 Artista original: Sureshbup
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20 CAPÍTULO 4. FUNDACIÓN ARGENTINA DE NANOTECNOLOGÍA
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BY-SA 3.0 Colaboradores: originally uploaded there by author, self-made by author Artista original: es:Usuario:Pybalo
4.5.3 Licencia de contenido
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