usando ese microscopio.
Figura 2. Imagen de microscopia electrónica de una hormiga (cortesía de Darthmuth College).
En los años ochenta se inventó el microscopio de efecto túnel stm (siglas en inglés de scanning tunneling microscope). Este microscopio ha jugado un papel muy importante en el desarrollo de la nanociencia y la nanotecnología. El funcionamiento del stm es completamente diferente al de los microscopios ópticos o electrónicos tradicionales. Si tenemos un objeto y queremos saber su forma, podemos “verlo”, tocándolo con la mano para sentir los diferentes contornos del objeto. De esta manera estamos usando nuestra mano para estudiar el objeto. El stm funciona de manera similar: tantea la superficie con algo equivalente a la mano: una punta metálica que termina en unos cuantos átomos, aunque no hay contacto entre la punta y la superficie.
Con este microscopio podemos ver átomos, también podemos moverlos como observamos en la figura siguiente.
Figura 3. Imágenes de STM de la formación de una nanoestructura circular (cortesía del profesor Saw Hla, Ohio University).
Con otros instrumentos podemos “pintar con átomos”. Si quieres pintar tu bicicleta, no usas una brocha, usas un aerosol para obtener un terminado uniforme. Dentro del bote de aerosol tienes la pintura, la cual es expulsada en forma de un fino rocío que cae sobre la superficie de tu bicicleta. Al principio tienes una capa muy delgada de pintura. Si quieres que tu bici se vea bonita, debes depositarle más capas de pintura. De una manera similar funcionan los aparatos mbe. Por medio de “hornos” diminutos se producen los haces de átomos o moléculas que luego se dejan caer en una superficie (como la pintura en tu bici). Por medio de computadoras, se pueden controlar los ingredientes y la cantidad de material que se quiere fabricar.
Figura 4. Aparato que permite la fabricación de materiales con precisión atómica capa por capa (foto: Noboru Takeuchi).
De esta forma puedes fabricar los diodos emisores de luz o leds. Éstos se usan, por ejemplo, en los semáforos nuevos, los que se ven como con puntitos, también en las televisiones de alta definición y en los focos de luz que son ahorradores de energía.
Figura 5. Semáforo con LEDS (foto: Noboru Takeuchi).
También puedes fabricar nanoestructuras usando métodos químicos, controlando la forma como reaccionan los átomos y las moléculas; o usando seres vivos como plantas o bacterias.
Bueno, y todo esto, ¿para qué sirve?
Se cree que la nanociencia y la nanotecnologia van a usarse en muchas áreas y que van a traernos beneficios en múltiples aspectos de nuestra vida. Algunas aplicaciones las encontramos en: nuevos materiales con propiedades especiales, más resistentes y livianos. Ya existen productos que usan nanociencia y nanotecnología: pelotas de tenis que duran más; raquetas de tenis más resistentes, pero más livianas; pinturas y revestimientos contra la corrosión, rayado o radiación; recubrimientos protectores que reducen el brillo de la luz, usados en los vidrios de automóviles; herramientas para cortar los metales; en los bloqueadores de sol y los cosméticos; en la ropa y los colchones que no se manchan.
En la protección del medio ambiente: en catálisis, para fabricar mejores y más baratos catalizadores que contaminen menos; en la refinación del petróleo y hacer el carbono menos contaminante.
En la obtención de formas alternativas de energía: en la fabricación de celdas solares más livianas, flexibles y baratas; en la obtención de luz blanca más eficiente, con diodos emisores de luz (LEDS); en el almacenamiento de hidrógeno como combustible.
En la computación: en computadoras cada vez más potentes, rápidas y baratas, para aumentar la capacidad de almacenamiento de la información.
En odontología: en nuevos materiales y aleaciones para tapar las cavidades.
En medicina: para transporte de medicamento; como marcadores médicos, por ejemplo para detectar los tumores; en el tratamiento de enfermedades como el cáncer usando nanopartículas y radiación infrarroja para quemar tumores; en prótesis con nuevos materiales
En ingeniería: en nuevos materiales, más resistentes y livianos.
Son tantas las aplicaciones de las nanociencias y la nanotecnología que se piensa que estamos ante una nueva revolución tecnológica que nos traerá muchos beneficios.
*Universidad Nacional Autónoma de México, Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Ensenada, Baja California.[regresar]
NORMATIVIDAD Y MEDICIONES : LLEVANDO LA NANOTECNOLOGÍA A CASA
Rubén J. Lazos Martínez y Norma González Rojano*
RESUMEN
La nanotecnología es un campo emergente de rápido crecimiento cuya dinámica y perspectivas plantean grandes retos no sólo para los científicos, sino para toda la sociedad en general, tanto por el sentido de encontrar productos con cualidades novedosas que facilitan la vida, como por los potenciales efectos de los nuevos materiales en la salud y el ambiente. La experiencia con tecnologías emergentes indica que la demanda se enfoca hacia el gobierno, en donde la investigación y el desarrollo, la innovación tecnológica, la seguridad y los aspectos sociales tienen que ser parte de un proceso único con el que se aspire a innovar “responsablemente” para el beneficio de la sociedad. En este documento se describe a grandes rasgos uno de los grandes retos para esta nueva tecnología que es la normatividad y el establecimiento de infraestructura para generar mediciones confiables.
INTRODUCCIÓN
Desde hace tiempo se han descubierto fenómenos que ocurren cuando los sistemas físicos o químicos miden de 1 nm a 100 nm, aproximadamente. Éstos son tamaños superiores a los de átomos y moléculas y están muy por debajo de las generalmente denominadas dimensiones macroscópicas de la materia. En los modelos físicos y químicos que se ubican en este intervalo debe considerarse, además de sus contribuciones individuales de átomos y moléculas, contribuciones propias de su comportamiento, como colectividad; por otro lado, en este intervalo las aproximaciones estadísticas válidas para sistemas macroscópicos aún no son del todo apropiadas.
La naturaleza muestra un buen número de ejemplos de materiales, ahora llamados nanomateriales, con las características mencionadas. Por su parte, el ser humano ha podido construir algunos nanomateriales, actualmente denominados nanomateriales manufacturados (NMM), que han demostrado poseer propiedades realmente sorprendentes.
De esta manera, en las estanterías de los comercios en México se observan ya, por ejemplo:
cosméticos con nanoesferas “…porosas que liberan activos como vitaminas e hidratantes…”;
prendas que con la aplicación de nanotecnologías, son de fácil cuidado y resistentes a las arrugas, gracias a que se “insertan individualmente microfibras
