Nanotecnología. Beneficios y Desafíos

La nanotecnología es una palabra que se podría decir que es reciente, no tiene muchos años de ser usada, al inicio de la palabra tiene el prefijo nano, que representa  un factor de 1*10^-9 M[1] = 1 Nanómetro en el Sistema Internacional de Unidades.

La nanotecnología es la ciencia que estudia y trata a la materia a una escala nanométrica, que corresponde una dimensión estimada de 1 a 100 Nanómetros, entonces lo que busca es manipular los átomos y moléculas, que por lo regular el átomo tiene una dimensión de menos de 1 nanómetro, mientras tanto la molécula es mayor.

Entonces los científicos buscan la creación de productos a microescala, que sirvan de beneficio para muchas áreas dentro de la humanidad, como pueden ser la salud humana, usos militares, para la ciencia en general, entre un sinfín de posibilidades.

La nanotecnología tiene muchos beneficios y retos a los cuales se tiene que enfrentar, que es lo que se buscara abordar dentro de este artículo, un tema muy profundo que no se debe tomar a la ligera y aunque parezca algo complejo debido a que aborda temas de la mecánica cuántica[2] tratara de ser lo más ameno posible para el lector. Es muy difícil tratar de describir todos los temas en que podemos encontrar la nanotecnología, porque junto con todo lo que nos rodea está creciendo todos los días, una evolución constante que no se detendrá.

Conceptos clave

A continuación se citaran algunos conceptos que se consideran clave para una mejor comprensión del artículo.

Nano.

“Elemento prefijal de origen griego que entra en la formación de nombres, generalmente medidas, con el significado de la milmillonésima parte de una unidad.” (Oxford, 2018)

Tecnología. 

“Conjunto de instrumentos, recursos técnicos o procedimientos empleados en un determinado campo o sector.” (Oxford, 2018)

Nanotecnología. 

“Es la manipulación de la materia a escala nanométrica, la meta tecnológica particular de manipular en forma precisa los átomos y moléculas para la fabricación de productos a microescala.” (Wikipedia , 2018)

Evolución de la Nanotecnología

La historia de la Nanotecnología no es muy antigua, ya que se empezaron a ver los primeros indicios de esta durante la década de los 30’s, solo que en los últimos años ha evolucionado de una forma impresionante y la cantidad de eventos importantes relacionada con esta ha aumentado, pero de acuerdo con Acedo (2016) los principales sucesos que en la historia de la nanotecnología son los siguientes:

1936

Erwin Müller crea el microscopio de misión de campo, cuya invención logro que se tuvieran imágenes que rondaran la resolución atómica de los materiales.

1940

John von Neumann realiza importantes aportaciones al campo de la física cuántica.

1956

Arthur Robert von Hippel físico del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), acuña el término Ingeniería Molecular.

1958

Jack Kilby, bosqueja y construye el primer circuito integrado, por el cual, recibiría un premio Nobel en el año 2000.

1959

Richard Feynmann, adelantándose a su época, habla sobre cómo será en el futuro la investigación científica, citando textualmente sus palabras “A mi modo de ver, los principios de la Física no se pronuncian en contra de la posibilidad de maniobrar las cosas átomo por átomo”.

1974

El japonés  Norio Taniguchi, un excelso científico de la Universidad de Tokio, utiliza por primera vez el termino nanotecnología, para referirse a los procesos de producción de depósitos de capa delgada y de devastado por rayo iónico en semiconductores, con un control dimensional en el orden de nanómetros.

1986

Drexler usa de manera autónoma el término de nanotecnología, para su libro Motores de Creación, en el que planteaba la representación de un “ensamblador” en nanoescala que sería competente de construir una copia de sí mismo.

1992

Drexler a través de Nanosistemas, da su visión sobre cómo será la maquinaria molecular y los procesos quimicomecanicos, teniendo como base la nanotecnología para construir elementos cada vez más pequeños.

1998

Se consigue cambiar un nanotubo de carbón en un nano lápiz que se puede usar para escribir.

2003

Naomi Halas, Jennifer West, Rebeca Drezek, y Renata Pasqualin de la Universidad Rice crean unas nano cápsulas de oro, que cuando son “adaptadas” de dimensión para absorber la luz infrarroja cercana, sirven de plataforma para el descubrimiento integrado, diagnóstico y tratamiento del cáncer de mama sin biopsias invasivas, cirugía o radiación sistémica destructiva o quimioterapia.

2007

Angela Belcher, junto con sus compañeros del Tecnológico de Massachusetts, crean una batería de iones de litio, con una clase de virus que no es perjudicial para el hombre, con un proceso a un precio accesible y amigable con el medio ambiente.    2008

Se crea Nanorex, un programa para ayudar a al control de manejo de estructuras de tamaño nano.

2010

IBM usa un pico de silicio que posee una longitud de sólo unos pocos nanómetros en su ápice para cincelar el material de un sustrato y crear una proyección completa a nanoescala 3D del planeta Tierra.

2013

Científicos de la Universidad de Stanford desarrollan el primer dispositivo de nanotubos de carbono.

2015

Científicos del Instituto Federal de Tecnología de Suiza, crean unos robots microscópicos (nanobots) capaz de administrar medicamentos, siendo guiados a través de campos magnéticos.

Riesgos de la Nanotecnología.

Como todo lo que crea el hombre, en las manos inadecuadas supone un peligro para muchas personas, la nanotecnología no está exenta de esta categoría, a continuación se mencionaran algunos riesgos que de acuerdo con Villarroel (2010) conlleva el uso de la nanotecnología.

Inestabilidad económica por la propagación de mercancías baratas

Hoy en día, ya se empezaron a sustituir las materias primas, que es la fuente de sustento de muchas familias de diversas partes del mundo como Asia, África,

Latinoamérica, entre otros, como puede ser el algodón o caucho, esto priva al menos 106 millones de hombres de percibir ganancias, esto derivado por la elaboración de productos más económicos y con esto se podría desnivelar la economía de países en vía de desarrollo que dependen de la venta de esas materias primas.

Uso criminal

Como siempre, están las personas que solo ven oportunidades para causar miedo entre la población, con la creación de armas biológicas, un ejemplo es el de los mapas genéticos, de pueblos indígenas, con esto se lograra tener información precisa de estas y otras etnias, así se podrá desarrollar bombas étnicas, promoviendo el bioterrorismo.

Las nanoarmas también están teniendo apogeo, debido a su costo sumamente inferior en comparación a las armas nucleares que actualmente se usan.

Si esta tecnología cayera en las manos equivocadas, podría traducirse como guerras, bioterrorismo, entre un sinfín de problemas que le pueden acarrear a la humanidad.

Daños a la salud

Prácticamente, en cualquier momento que estemos viendo la televisión, en nuestras redes sociales o simplemente navegando por internet, podemos encontrarnos con un anuncio que promueve nuevos productos que usan la nanotecnología, unos ejemplos serian: bloqueadores solares, cremas para evitar imperfecciones en la piel, productos de limpieza que prácticamente no necesitan agua, entre otros productos. Pero, la mayoría de estos productos no advierten del posible daño a la salud que se pueda tener a corto o largo plazo por usarlos.

En la actualidad, prácticamente ningún país de primer mundo, cree que exista alguna evidencia real para tener que regular la creación y el uso de la nanotecnología.

Nanoparticulas

Las nanoparticulas, cuyo tamaño es de 1 a 100 Nm[3], poseen una conducta totalmente distinta a porciones mayores del mismo producto del cual vienen: pueden ser más dinámicas, toxicas, entre otras particularidades. Por lo que son de mucha utilidad, pero también hace pensar hasta qué punto puede ser contraproducente su uso.

La preocupación que viene por el uso de este tipo de productos, es que las nanoparticulas que poseen tienen propiedades redox[4] (en su mayoría). Un ejemplo de esto, son las nanoparticulas de dióxido de titanio, que poseen varios bloqueadores solares que se venden en el mercado y son fotocaliticas, su exposición al sol provoca radicales libres, que podrían disminuir los componentes del producto o dañar a las biomoléculas. Un estudio de la Universidad de Oxford evidencio que el uso de productos con el dióxido de titanio, pueden dañar el ADN5, teniendo diversos daños para el cuerpo humano, desde inflamaciones, hasta provocar el cáncer.

Así mismo, estudios demuestran que algunas nanoparticulas tienen la peculiaridad de cruzar la membrana celular a adherirse a las mitocondrias, esto puede ayudar a los médicos para liberar medicamentos donde se necesiten, pero si por alguna equivocación se liberaran al aire libre en su forma activa y caer con personas sanas, atacándolas a nivel celular y esto puede ser altamente cancerígeno.

Nanofibras de Carbono

Las nanofibras de carbono, que se usan en las llantas de los vehículos y en la tela de la ropa que usamos para poderle cambiar su color, sin usar tinta. Existe la posibilidad de que sea esparcida en lugares donde podría ser absorbida y provocar graves daños a los pulmones.

Problemas al medio ambiente

Los daños que se provocan en la salud del ser humano, podrían ser catalogados como parecidos a los que recibe el medio ambiente, son dos problemáticas las que resaltan: los efectos biológicos y químicos que prevalecerán en el hombre por la gran exposición a las nanoparticulas, y como estás se fugaran al medio ambiente, que se volverán un peligro latente para los organismos y los hábitats.

Una vez que ya no son utilizadas las nanoparticulas, serán desechadas y lo más probable es que terminen en ríos o en océanos, llegándose a juntar en porciones que sean dañinas para la biodiversidad marina, es por eso que se clasifican como sumamente toxicas para estas especies, y dañar toda la cadena alimenticia global.

Una sustancia catalogada por su alta toxicidad para la vida marina es la nanoplata, caso contrario para los humanos, que se considera un elemento seguro. La nanoplata afecta principalmente al fitoplancton, que es la base principal de la cadena alimenticia de varias especies acuáticas, invertebrados marinos y peces que se encuentran en su etapa de formación.

Regularización

Desafortunadamente, las entidades que se encargan de darle una regulación a este tipo de prácticas son lentas al darse cuenta como llega la nanotecnología a las casas, entornos y al medio ambiente. El principal problema es si la información que se dispone sobre la seguridad de los productos que usan nanotecnología está bien o se requiere más información para poder dar un veredicto final.

Todos estos cuestionamientos, reflejan la urgencia de la regulación de nanomateriales, la Comisión Europea, en un comunicado señalo que “debe pulirse” mientras se reduce la “escases” de conocimiento sobre los riesgos que puede traer el uso de estos nanomateriales.

Pero aún no hay nada escrito, la regularización de la nanotecnología es muy escasa todavía, ya que está atada a los beneficios que le pueden traer a las enormes corporaciones que son las que disponen de los nanomateriales, teniendo como escudo las investigaciones para el bien de la humanidad.

Beneficios de la nanotecnología

La nanotecnología también ha traído grandes beneficios para la humanidad, ha llegado para quedarse y mejorar nuestra calidad de vida, con información de Aguayo (2014) estos beneficios son los siguientes:

  • Año con año se hace más notorio el problema que significa la escasez de agua, cada vez hay más personas que no pueden acceder al vital líquido. Los sistemas de producción y el sector agrícola son los que más consumen agua, lo que nanotecnología busca es que mediante la creación de productos por fabricación molecular, se reduzca el consumo del líquido, así mismo implementar sistemas que reduzcan el agua que se utiliza en la agricultura.
  • Las enfermedades por infección son un inconveniente en la mayoría de los países, en especial aquellos que están en vía de desarrollo. La creación de productos sencillos como son tubos, filtros o redes de mosquitos a precios accesibles serian una solución para resolver este problema.
  • Siguiendo en el campo de la medicina, la nanotecnología se plantea crear equipos a precios accesibles y modernos para la exploración médica y de salubridad, con la finalidad de que la medicina avanzada tenga mayor disponibilidad y pueda llegar a más personas.
  • Existen muchos países en vías de desarrollo, que en la mayoría de sus hogares, aun no cuentan con una computadora o algún aparato que les dé acceso a internet, lo que busca la nanotecnología es crear equipos de buena calidad a precios muy económicos, para que la mayoría de la gente pueda tener acceso a estos.
  • En muchas partes del mundo no cuentan con energía eléctrica, es por medio del uso de energías renovables (solar, eólica, entre otras) y la creación de sofisticados aparatos, logren almacenarla y poder distribuirla en los hogares donde más se necesita, beneficiando tanto socialmente a la población, como al medio ambiente haciendo uso de energías limpias y renovables.
  • Como se mencionó anteriormente en el artículo, los problemas ambientales que genera la nanotecnología son variados, pero viendo la otra cara de la moneda, también están haciendo cosas a favor de este. El uso e implementación de nuevos productos harán que la población viva con un impacto medioambiental reducido, como bolsas que se desintegran en un tiempo mucho menor, comparadas a las normales de plástico o el uso de energías limpias para diferentes actividades, entre otras situaciones en favor del medio ambiente.
  • Disminución del trabajo que tienen que realizar los agricultores para poder cosechar sus cultivos, incrementando sus ingresos, derivado del uso de maquinaria y productos que respaldados por la nanotecnología garantizan un buen producto. El incremento de la producción está ligado al mayor provecho de las tierras cultivadas y no porque se siembre una porción mayor de terreno.
  • Mayor tiempo de conservación en las frutas y verduras cosechadas.
  • Cultivos que sean resistentes a las grandes sequias que aquejan a determinadas regiones alrededor del mundo o combatir suelos con características particulares, por ejemplo, suelos que tienen una gran cantidad de salinidad.
  • Anteojos con un lente prácticamente imposible de rayar y de mucha mayor resistencia.
  • Tecnologías que permiten televisiones o pantallas con una resolución impresionante, pantallas curvas, más ligeros y con un sinfín de características que antes costaba mucho imaginar que podrían existir y que se pudieran disfrutar.

Existen un sinfín de beneficios que gracias a la nanotecnología podemos disfrutar en la actualidad, pero como todo esto cambia de un día para otro, probablemente en un par de años lo anterior mencionado parezca obsoleto y estemos hablando de productos que aún no imaginamos.

La nanotecnología en México

Entre los países de Latinoamérica que tienen más iniciativas, proyectos escolares, de investigación, cantidad de publicaciones sobre el tema, infraestructura necesaria, convenios con otros países y capital humano que se encuentra laborando en temas relacionados a la nanotecnología, México se encuentra en la segunda posición, solo por detrás de Brasil.

“El reporte Diagnóstico y prospectiva de la nanotecnología en México muestra que en el país existen 56 instituciones y más de 159 laboratorios dedicados a esta disciplina, que tiene en sus filas a investigadores con alrededor de 340 proyectos de química, electrónica, física y otros relacionados con esta y que a 2008 fueron apoyados por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).” (Guerrero, 2016 )

De las 56 instituciones que señala Guerrero (2016), una de ellas es Centro de Investigación en Materiales Avanzados (CIMAV) que posee uno de los laboratorios más avanzados y sofisticados de Latinoamérica, el Laboratorio Nacional de Nanotecnología, que procura impulsar la nanotecnología, apoyando diferentes sectores de la nación, como el estudiantil, industrial y a la misma sociedad.   

Se encuentra en el estado de Chihuahua, geográficamente al norte del país, el Nanotech (como se le conoce al Laboratorio Nacional de Nanotecnología) creado en el 2006 y abrió sus puertas dos años después con la finalidad de convertirse en uno de los proyectos insignia de la nación, impulsando la nanotecnología en favor de la sociedad y el país.

Durante el 2009, se le nombro como el Punto Nacional de Contacto en “Nanotecnología y Nuevos Materiales” para todas las acciones que tuvieran correlación entre México y demás países del mundo. Con la finalidad de poder fortalecer sus lazos internacionales, unirse al grupo de “Innovación en Nanotecnología en América del Norte” por medio de un acuerdo entre la Universidad Estatal de Arizona, el Centro de Investigación en Materiales Avanzados (CIMAV) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT); además de formalizar acuerdos con la Universidad de Texas, ubicada en Austin (EUA), con la universidad de Estatal de New York, ubicada en Albany (EUA) y con el Séptimo Programa Marco de Investigación de la Unión Europea.

El laboratorio y todos los científicos que forman parte de este, son la parte más importante de la “Red de Nanociencias y Nanotecnología”, una de las principales redes de investigación del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT).

Propuesta de tesis. 

Implementación de talleres en Instituto Tecnológico de Orizaba sobre los beneficios y riesgos que tiene la nanotecnología en el ser humano.

Objetivo. 

Crear conciencia en la población estudiantil y en el público en general  sobre los beneficios y riesgos que tiene la nanotecnología, ya que por lo regular, hemos escuchado sobre ella, pero no sabemos cómo es que interactuamos con ella.

Agradecimientos. 

Agradezco a mi familia, por darme todo el apoyo y el impulso para seguir día con día, al Instituto Tecnológico de Orizaba por abrirme sus puertas y permitirme continuar mis estudios con la Maestría en Ingeniería Administrativa y al Doctor Fernando Aguirre y Hernández por motivarme con su conocimiento en el seminario de Fundamentos de Ingeniería Administrativa para realizar cada uno de los artículos asignados.

Conclusión.  

Es impresionante como en los últimos años la nanotecnología se ha transformado en parte crucial para la generación de riqueza, trabajo y aumentar en general la calidad de vida de las personas.

Algunos científicos se refieren a ella como parte de la “Tercera Revolución Industrial”, las expectaciones que se tienen son enormes, en un futuro no muy distante será la clave de como vivirán las sociedades.

Aunque, como se mencionó faltan todavía muchas regulaciones en torno a esto, ya que existen muchos riesgos que a la larga, pueden ser perjudiciales para la sociedad. No nos podemos quedar de brazos cruzados ante la posibilidad latente de la creación de armas devastadoras o el bioterrorismo, debemos estar al tanto de todo esto y tomar cartas en el asunto.

Como conclusión, la nanotecnología será la clave para el futuro en todos los ámbitos, nos ayudara a mejorar nuestra forma de vida, facilitándonos la realización de diferentes actividades y por qué no, prolongar el tiempo de vida, pero debe de  haber una entidad capaz de regular a las instituciones y países que hagan uso de la nanotecnología para evitar que todo esto nos sea contraproducente.

Bibliografía. 

Acedo, S. (17 de Junio de 2016). Prezi . Obtenido de

https://prezi.com/tl2_rv0u6t2j/linea-de-tiempo-avances-en-la-nanotecnologia/

Aguayo, L. (2014). Taller de Informatica . Obtenido de https://tecnologia8043.webnode.mx/bloque-2-/ventajas-y-desventajas-deconcepto-/

Guerrero, A. L. (23 de Mayo de 2016 ). CONACYT. Obtenido de http://www.conacytprensa.mx/index.php/centros-conacyt/7617-nanotechlaboratorio-de-vanguardia-en-nanotecnologia-en-mexico-reportaje

Oxford. (2018). Oxford Living Dictionaries . Obtenido de https://es.oxforddictionaries.com/definicion/nano-?locale=es

Oxford. (2018). Oxford Living Dictionaries . Obtenido de https://es.oxforddictionaries.com/definicion/tecnologia

Villarroel, F. M. (2010). RIESGOS DE LA NANOTECNOLOGIA. Revista de Información, Tecnología y Sociedad, 1-5.

Wikipedia . (2018). Wikipedia La enciclopedia libre . Obtenido de https://es.wikipedia.org/wiki/Nanotecnolog%C3%ADa

____________

[1] Metros.

[2] Es una disciplina de la física encargada de brindar una descripción fundamental de la naturaleza a escalas espaciales pequeñas. (Wikipedia, 2018)

[3] Nanómetros.

[4] Toda reacción química en la que uno o más electrones se transfieren entre los reactivos, provocando un cambio en sus estados de oxidación. (Wikipedia, 2018) 5 Ácido desoxirribonucleico.

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Baranda Pacheco Martín. (2018, marzo 19). Nanotecnología. Beneficios y Desafíos. Recuperado de https://www.gestiopolis.com/nanotecnologia-beneficios-y-desafios/
Baranda Pacheco, Martín. "Nanotecnología. Beneficios y Desafíos". GestioPolis. 19 marzo 2018. Web. <https://www.gestiopolis.com/nanotecnologia-beneficios-y-desafios/>.
Baranda Pacheco, Martín. "Nanotecnología. Beneficios y Desafíos". GestioPolis. marzo 19, 2018. Consultado el 16 de Agosto de 2018. https://www.gestiopolis.com/nanotecnologia-beneficios-y-desafios/.
Baranda Pacheco, Martín. Nanotecnología. Beneficios y Desafíos [en línea]. <https://www.gestiopolis.com/nanotecnologia-beneficios-y-desafios/> [Citado el 16 de Agosto de 2018].
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