Nanotecnología Física Electrónica Unidad IV, Actividad 4, Telesup

1. NANOTECNOLOGÍANANOTECNOLOGÍA
INGENIERÍA DE SISTEMAS E INFORMÁTICA
FÍSICA ELECTRÓNICA
Nombre: Carlos Alberto Oporto A.
Ciclo : IV
ODE : Arequipa

3. LA NANOTECNOLOGÍA…LA NANOTECNOLOGÍA…
Es un conjunto de técnicas que se
utilizan para manipular la materia a
la escala de átomos y moléculas.
Un nanómetro es la mil millonésima
parte de un metro.
¿QUÉ ES?

4. LA NANOTECNOLOGÍA… ¿QUÉ ES?LA NANOTECNOLOGÍA… ¿QUÉ ES?
A escala tan pequeña, la materia se comporta de modo diferente:
Una NANOPARTÍCULA es a una pelota
de fútbol como esa misma pelota es al
planeta Tierra. Esa es la escala en la
que trabaja la nanotecnología.
En el mundo nano, NO RIGE la ley de la GRAVEDAD,
sino las LEYES CUÁNTICAS. Si un electrón se lanza
contra un muro, en lugar de chocar, lo traspasa.
La cerámica se hace TRANSPARENTE como el vidrio.
Los metales se convierten en COLORANTES y poseen propiedades
magnéticas que se pueden activar o desactivar a voluntad.
El vidrio es tan RESISTENTE como el pegamento.

5. “¿Qué pasaría si
nosotros pudiéramos
arreglar los átomos
uno por uno de la
manera en que
nosotros los
queremos?” Richard Feynman
Foto de Archivo del Instituto de
Tecnología de California.
Richard P. Feynman
(precursor de la
nanoteclogía):
(1960)

6. La NANOTECNOLOGÍA constituye un ensamblaje interdisciplinar de varios
campos de las ciencias naturales que están altamente especializados.
Física
Biología
Química
Nanociencia
Informática
FÍSICA: En la
construcción de los
microscopios usados
para investigar tales
fenómenos y por su
conocimiento de las
leyes de la mecánica
cuántica.
QUÍMICA: Conocimiento
de la estructura del
material deseado y las
configuraciones de
ciertos átomos

7. APLICACIONES DE LAAPLICACIONES DE LA
NANOTECNOLOGÍANANOTECNOLOGÍA
Raquetas de tenis más fuertes
y ligeras
Pelotas de tenis de
largo duraciónTejidos resistentes a las
manchas
Pinturas protectoras contra la
corrosión
Protectores solares y
cosméticos

8. Nanotecnología yNanotecnología y alimentaciónalimentación
“Mejorar" ciertos
alimentos
(microencapsulando
antioxidantes para
aumentar la absorción
de alimentos
específicos).
Crear bebidas inteligentes
(con sabores y colores
específicos).
Hacer fármacos más
efectivos.
NANOPARTÍCULASNANOPARTÍCULAS comestibles para:

9. En la industria del cuero:
 Se están “empaquetando”
aromas en nanopelículas de
poliurea que forman
microesferas (5 micrómetros
de diámetro).
 Al pulverizar sobre cuero o
textiles las nanoesferas
quedan incorporadas entre las
fibras.
Asientos de cuero con olor a
Caribe:
•Al sentarse en ellos o
al ser tocados, la
nanopartícula estalla
como un globo y libera
el aroma.
Nanotecnología en laNanotecnología en la industriaindustria

10. 0
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O
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Coal
G
as
Fission
Biom
assH
ydroelectric
Solar,w
ind,geotherm
al
0.5%
Source: Internatinal Energy Agency
2003
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Oil
Coal
GasFusion
/Fission
Biom
assHydroelectric
Solar,w
ind,geotherm
al
2050
Previsiones de la evolución del gasto de energía
Nanotecnología yNanotecnología y energíaenergía

11. Los STM y los AFM
son llamados
colectivamente como
Microscopios Sondas
de Barrido pueden
mover átomos, y son
dispositivos no
mayores que un mouse
que se enchufa a un
puerto USB de una
computadora.
AFM
Microscopio de
fuerza atómica
Ilustración
esquemática de
un Microscopio de
Barrido de Túnel
(STM)
Herramientas para ver y manipular losHerramientas para ver y manipular los
ingenios nanotecnológicosingenios nanotecnológicos

12. De forma similar a como funciona la aguja
de un tocadiscos, el microscopio palpa las
superficies de los átomos. De modo que
es posible modificar selectivamente las
estructuras superficiales.
¿Cómo se trabaja?¿Cómo se trabaja?
Con el microscopio
de fuerza atómica
los investigadores
consiguieron por
primera vez
visualizar átomos y
moléculas y
manipularlas a la
vez, es decir, variar
su orden y
formación en las
superficies.

13.  Son microesferas de plástico.
 Diámetro= cinco micrómetros.
 Sólo visibles con microscopio.
 Envolturas finísimas, pero más
sólidas que una película de agua
jabonosa, transparentes y muy
elásticas.
 La película que rodea la cápsula
tiene sólo unos nanómetros de
grosor y está formada por un
plástico llamado poliurea.
Las nanoesferasLas nanoesferas

14. El grosor de las
partículas así como su
tamaño o
permeabilidad
depende entre otras
cosas de la rapidez
con la que se mezclan
los componentes.
¿Cómo se hace?¿Cómo se hace?
Para introducir la esencia en el interior
de la nanoesfera se procede como sigue:
1.- Se mezcla la esencia con isocianato,
posterioremente se incorpora el
emulgente y se agita la disolución hasta
formar gotitas del tamaño deseado.
2.-Se añade la poliamina y en esta
operación comienza la encapsulación
propiamente dicha, que consiste en una
polimerización interfacial para formar la
nanopelícula de poliuretano en cuyo
interior queda encerrado el aroma.

15. El problema está en
insertar en los
nanotubos de
carbono solo las
células cancerígenas
a tratar para evitar
afectar los tejidos
sanos durante el
tratamiento.
Nuevos tipos de textiles capaces
de favorecer la regeneración de
tejidos humanos en heridas e
implantes
Nanotecnología en la medicinaNanotecnología en la medicina
En la Medicina la
Nanotecnología permite
fabricar vehículos que
funcionan como nanomáquinas,
sobre las que se puede
modular detalles
estructurales a un nivel
extremadamente pequeño y
con elevada precisión.

16. 1) Almacenamiento de energía, producción y
conversión.
2) Mejora productividad agrícola.
3) Depuración de aguas.
4) Diagnóstico precoz de enfermedades.
5) Fabricación de medicamentos.
6)Tratamiento y conservación de alimentos.
7) Depuración del aire contaminado.
8) Construcción.
9) Control de la salud.
10)Detección y control de plagas.
LOS 10PRINCIPALES USOS DE LA NANOTECNOLOGÍA
El futuroEl futuro

17. El futuroEl futuro
Los avances en el campo de la
nanotecnología harán que las
computadoras dejen de
utilizar el silicio como sistema
para integrar los transistores
que la componen y empiecen a
manejarse con lo que se llama
mecánica cuántica, lo que hará
que utilicen transistores a
escala atómica.

18. Nanotecnología:Nanotecnología:
algunas ventajasalgunas ventajas
1. Aumenta la eficiencia del consumo de energía
2. Ayuda a limpiar el ambiente.
3. Puede solucionar los principales problemas de salud.
4. Puede incrementar masivamente la producción
manufacturera a costos significativamente más
reducidos.
5. Los productos de la nanotecnología pueden ser más
pequeños, baratos, ligeros y más funcionales y
requieren menos energía y menos materias primas
para fabricarlos.

19. Nanotecnología: algunos riesgosNanotecnología: algunos riesgos
(Informe presentado por la tóxicologa Eva Oberdörster
a la Asociación Americana de Química en abril del
2004).
Peces que fueron expuestos a una disolución de
fulerenos (nanoesferas de carbono) en agua, en porcentaje
similar a lo que sería contaminación industrial corriente en
ríos, sufrieron daño cerebral en 48 horas. En el mismo
período, murieron todas las pulgas de agua en el estanque de
prueba.
La mayor preocupación se centra en la posible
ingestión de nanopartículas libres:

20.  "Como las nanopartículas son tan pequeñas, el sistema inmunológico
no las detecta - razón por la cual se está extendiendo rápidamente
su uso para administración de medicamentos. Pero por eso mismo
pueden incorporarse sin ser advertidas en el torrente sanguíneo,
atravesar la barrera sanguínea que protege al cerebro y
depositarse en otros órganos, con efectos potencialmente
dañinos."
 "Desde 1997 las universidades de Oxford y Montreal mostraron
que el dióxido de titanio y el óxido de zinc en nanopartículas,
presentes en cosméticos y bloqueadores solares, generan radicales
libres y pueden ocasionar daños al ADN, provocando desde una
simple inflamación de tejidos hasta tumores."
(Silvia Ribeiro, investigadora del Grupo ETC en México).
Nanotecnología: algunos riesgosNanotecnología: algunos riesgos

21. ◦ Ya se está utilizando nanotecnología para sustitutir materiales
como el caucho de los neumáticos, y en poco años, la demanda
de caucho natural caerá fuertemente. Países que dependen
de esta materia prima sufrirá un impacto económico por la
pérdida de sus mercados en pocos años.
◦ Actualmente, más de 100 millones de familias dependen
directamente de la producción de algodón y para 22 países de
Africa es una exportación clave de sus economías.
Nobel Alternativo Pat Mooney (www.etcgroup.org/ )
Nanotecnología:Nanotecnología:
algunos riesgosalgunos riesgos
Impactos económicos sobre los países del Sur debido a
la sustitución de materias primas (caucho y algodón):

22. ¿Nano-ficción?¿Nano-ficción?
http://nanoudla.blogspot.com/2007_09_01_archive.html
Ascensor espacial
Básicamente es una estación espacial en una órbita geosincrónica con la
Tierra, y de la que parte un cable de más de 36.000 km de largo que llega
hasta el suelo, y que puede tener forma de riel… Una vez el cable en su
lugar, pueden subir y bajar por él naves y cargas a un coste mucho menor
que el que supone lanzarlos por medio de un cohete (prácticamente, el
coste de la electricidad necesaria para impulsar el ascensor).
El concepto fue formulado … por el ingeniero ruso Yuri Artsutanov en 1960,
un artículo de Pravda …. aunque reconocía que la resistencia a la tracción
necesaria para construir el cable no podía obtenerse con ningún material
conocido en ese momento.

23. Actualmente ciertos materiales comienzan a parecer viables
como materia prima: ….teóricamente los nanotubos de carbono
pueden soportar la tensión presente en un ascensor espacial.
Tal idea ha causado que un antiguo ingeniero de la NASA, llamado
Bradley C. Edwards elabore un proyecto preliminar que también
están estudiando científicos de la NASA. Edwards afirma que ya
existe la tecnología necesaria, que se necesitarían 20 años para
construirlo y que su costo sería 10 veces menor que el de la
Estación espacial internacional.
…Edwards propone que el ascensor espacial se construya de
manera análoga a como se construían los puentes en tiempos
pasados:…………….
¿Nano-ficción?¿Nano-ficción?

24.  http://aportes.educ.ar/fisica/nucleo-teorico/estado-del-arte/nuevas-
herramientas/mirando_atomos.php
 www.investigacionbayer.com
 http://mrsec.wisc.edu/Edetc/cineplex/videos/index.html
 http://mrsec.wisc.edu/Edetc/cineplex/nanoquest/index.html
 http://www.quimicauniversal.com/
 http://www.cueronet.com/
 www.etcgroup.org/
 http://www.universidades-rusia.com
 http://bitacorasiete1000.blogspot.com/2007/12/el-micro-mundo-de-la-
nanotec.html
Algunas webs deAlgunas webs de
interésinterés