TEMA 1 Sociedade do coñecemento: NANOTECNOLOXIA

1. Definición de Nanotecnoloxía, incluindo a definición de nanómetro.
2. Nanoelectrónica: a qué dará lugar? Relación coa tecnoloxía Informática.
3. Nanobiotecnoloxía: qué disciplinas combina? Aplicacións en Medicina.
4. Aplicacións á producción e almacenamento de enerxía.
5. Avances en Ciencias de Materiais.
6. Fabricación a nivel nanométrico.
7. Beneficios para a investigación sobre alimentos, auga e medio ambiente.
8. Contribución á seguridade.
9. Exemplos de produtos comercializados actualmente desenrolados a través de nanotecnoloxías.

1.
A nanotecnoloxía é máis ben un campo moi amplo e heteroxéneo da tecnoloxía no que se deseñan, caracterizan, producen e aplican estruturas, compoñentes e sistemas mantendo un control sobre o tamaño e a forma dos seus elementos constituíntes (átomos, moléculas ó macromoléculas) a nivel da escala dos nanómetros, de tal maneira que ditas estruturas, compoñentes ou sistemas posúen polo menos unha propiedade característica nova ou mellorada debido ao pequeno tamaño dos seus constituíntes.

A nanotecnoloxía utiliza un amplo rango de disciplinas científico-técnicas co fin de estudar materiales, partículas e estruturas que implican a creación ou presenza de elementos que teñen polo menos unha dimensión espacial inferior aos 100nm, sendo un nanómetro a millonésima parte dun milímetro. Os materiais constituídos por estruturas tan pequenas, a miúdo presentan propiedades distintas aos materiais tradicionais independentemente de que estean compostos polos mesmos constituíntes químicos. Por exemplo, poden presentar novas propiedades mecánicas, ópticas, químicas, magnéticas ou electrónicas.

2. 
A nanoelectrónica dará lugar a sistemas de almacenamento de datos de moi alta densidade de rexistro (por exemplo, 1 Terabit/polgada2) e as novas tecnoloxías de visualización a base de plásticos flexibles. A longo prazo, o desenvolvemento da nanoelectrónica molecular ou biomolecular, a espintrónica e a informática cuántica abrirán novos horizontes á tecnoloxía informática. A nanoelectrónica estará na orixe dunha nova xeración de computadores, teléfonos, automóbiles, electrodomésticos e calquera sistema de automatización necesario en calquera equipo de aplicación industrial ou doméstico.

3. 
 A nanobiotecnoloxía, combina a enxeñería a nivel molecular coa bioloxía, ben manipulando directamente sistemas vivos, ou creando biochips como os que xa se están produciendo na actualidade inspirados en materiais biolóxicos.

Nun futuro próximo, a nanobiotecnoloxía proveranos con novas innovacións extraordinarias no campo do medicamento por exemplo, con novos sistemas de diagnóstico miniaturizados que poderían implantarse e utilizarse na detección precoz de enfermidades, recubrimentos e nanocompostos desenvolvidos mediante o recurso ás nanotecnoloxías, non exclusivamente en a súa produción senón nos conceptos de deseño dos materiales constituíntes, que mellorarán a bioactividade e biocompatibilidade dos implantes, novas matrices soporte capaces de auto estruturarse que están a facilitar o desenvolvemento de unha nova xeración de materiais no ámbito da inxeñería de tecidos e dos materiais biomiméticos, abrindo a posibilidade, a longo prazo, de conseguir a síntese de órganos de substitución. Están a desenvolverse novos sistemas de administración dirixida de medicamentos e recentemente conseguíuse levar e introducir nanopartículas ao interior de células cancerosas para o seu tratamento, por exemplo, mediante calor.

4.
 O campo da produción e almacenamento de enerxía poderá beneficiarse, por exemplo, dos novos desenvolvementos en pilas de combustible ou sólidos lixeiros nanoestructurados que teñen o potencial para un almacenamento eficaz do hidróxeno. Están a desenvolverse tamén células solares fotovoltaicas eficaces e de baixo custo (por exemplo a «pintura solar»).
Os avances no campo das nanotecnoloxías tamén permitirán aforros enerxéticos a través dunha mellora dos illamentos, do transporte e dunha iluminación máis eficaz.

5.
  Os avances da ciencia dos materiais mediante o recurso ás nanotecnoloxías son de gran alcance e o seu impacto deixarase sentir en case todos os sectores. As nanopartículas xa se empregan para reforzar materiais ou funcionalizar cosméticos. Recórrese ao uso de nanoestructuras superficiales para conseguir superficies resistentes ao relado, hidrófugas, limpas ou estériles. O enxerto selectivo de moléculas orgánicas a través da nanoestructuración superficial permitirá avanzar na fabricación de biosensores e de dispositivos electrónicos moleculares. Así mesmo, pódense mellorar e facer avanzar enormemente os rendementos dos materiais en condicións extremas, coas consecuentes aplicacións nos sectores espacial e aeronáutico.



6. 
A fabricación a nivel nanométrico esixe un novo enfoque interdisciplinar tanto na investigación como nos procesos de fabricación. Conceptualmente considéranse dúas vías de traballo: a primeira consiste na miniaturización dos microsistemas denominado enfoque «de arriba abaixo» ou «top-down» e a segunda, en imitar a natureza mediante o desenvolvemento de estruturas a partir dos niveis atómico e molecular denominado enfoque «de abaixo arriba» ou «bottom-up». O primeiro podería describirse como un proceso de ensamblaxe, o segundo como un proceso de síntese. O enfoque de abaixo a arriba atópase en fase inicial de desenvolvemento, pero o seu impacto potencial é de gran alcance e podería alterar as rutas actuais de produción.

7.
A investigación sobre os alimentos, a auga e o medio ambiente tamén pode beneficiarse das nanotecnoloxías con, por exemplo, o desenvolvemento de instrumentos para detectar e neutralizar a presencia de microorganismos ou praguicidas. Mediante novas técnicas de nanoetiquetado miniaturizado podría realizarse o seguimento desde orixe dos alimentos importados. O desenvolvemento de métodos de recuperación baseados no uso de nanotecnoloxías (por exemplo, técnicas foto-catalíticas) permiten paliar e limpar o efecto da contaminación e outros danos ambientais (por exemplo, contaminación por petróleo da auga ou do chan).

8.
A contribución á seguridade poderá realizarse a través de, por exemplo, novos sistemas de detección de alta especificidad de alerta precoz ante axentes químicos ou biolóxicos, sensibles ata o nivel molecular. O nanoetiquetado dos billetes de banco podería contribuír á protección da propiedade. Tamén está en marcha o desenvolvemento de novas técnicas criptográficas para a comunicación de datos. 

9.
Xa se comercializaron varios produtos desenvolvidos a través das nanotecnoloxías. Trátase de produtos sanitarios (vendaxes, válvulas cardíacas, etc.), compoñentes electrónicos, pintura resistente ao relado, equipos deportivos, teas antiarrugas e antimanchas e lociones solares.