|
IDEPA (Instituto
de desarrollo económico del Principado de Asturias) lidera el proyecto
europeo ESTIIC “Fomento del uso de la tecnología, la innovación y la
sociedad de la información en favor de la competitividad”.
NANO-SME es un subproyecto de Difusión e información sobre la aplicación
industrial de las nanotecnologías para I+D+I de productos y procesos
para aplicaciones múltiples.
Según Víctor G. Marroquín, Director General del IDEPA, la
nanotecnología representa un campo muy amplio y heterogéneo de la
tecnología en el que se diseñan, caracterizan, producen y aplican
estructuras, componentes y sistemas manteniendo un control sobre el
tamaño y la forma de sus elementos constituyentes (átomos, moléculas o
macromoléculas) a nivel de la escala de los nanómetros, de tal manera
que dichas estructuras, componentes o sistemas poseen al menos una
propiedad característica nueva o mejorada debido al pequeño tamaño de
sus constituyentes.
La
nanotecnología utiliza un amplio rango de disciplinas
científico-técnicas con el fin de estudiar materiales, partículas y
estructuras que implican la creación o presencia de elementos que tienen
al menos una dimensión espacial inferior a los 100nm, siendo un
nanómetro la millonésima parte de un milímetro.
Los materiales constituidos por estructuras tan pequeñas, a menudo
presentan propiedades distintas a los materiales tradicionales
independientemente de que estén compuestos por los mismos constituyentes
químicos. Por ejemplo, pueden presentar nuevas propiedades mecánicas,
ópticas, químicas, magnéticas o electrónicas.
Aunque la nanotecnología se encuentra aun en su infancia, ya se
considera que constituirá una autentica revolución industrial en el
siglo XXI, de forma similar a lo sucedido con la biotecnología y la
electrónica en el siglo XX. Así, la comunicación de la Comisión Europea
“Hacia una estrategia europea para las nanotecnologías”
propone varias acciones como parte de un enfoque integrado para el
mantenimiento y fortalecimiento de la posición de la I+D europea en el
ámbito de las nanociencias y las nanotecnologías.
De
esta manera, la nanoelectrónica dará lugar a sistemas de
almacenamiento de datos de muy alta densidad de registro (por ejemplo, 1
Terabit/pulgada2) y las nuevas tecnologías de visualización a base de
plásticos flexibles. A largo plazo, el desarrollo de la nanoelectrónica
molecular o biomolecular, la espintrónica y la informática cuántica
abrirán nuevos horizontes a la tecnología informática. La
nanoelectrónica estará en el origen de una nueva generación de
ordenadores, teléfonos, automóviles, electrodomésticos y cualquier
sistema de automatización necesario en cualquier equipo de aplicación
industrial o doméstico.
En
el caso de la nanobiotecnología, se está combinando la
ingeniería a nivel molecular con la biología, bien
manipulando directamente sistemas vivos, o creando biochips como los que
ya se están produciendo en la actualidad inspirados en materiales
biológicos. En un futuro próximo, la nanobiotecnología nos proveerá con
nuevas innovaciones extraordinarias en el campo de la medicina
por ejemplo.
Aplicaciones industriales de la nanotecnología
Nuevos sistemas de diagnostico miniaturizados que podrían implantarse y
utilizarse en la detección precoz de enfermedades, recubrimientos y
nanocompuestos desarrollados mediante el recurso a las nanotecnologías,
no exclusivamente en su producción sino en los conceptos de diseño de
los materiales constituyentes, que mejoraran la bioactividad y
biocompatibilidad de los implantes, nuevas matrices soporte capaces de
auto estructurarse que están facilitando el desarrollo de una nueva
generación de materiales en el ámbito de la ingeniería de tejidos y de
los materiales biomiméticos, abriendo la posibilidad, a largo plazo, de
conseguir la síntesis de órganos de sustitución. Se están desarrollando
nuevos sistemas de administración dirigida de medicamentos y
recientemente se ha conseguido llevar e introducir nanopartículas al
interior de células cancerosas para su tratamiento, por ejemplo,
mediante calor.
También el campo de la producción y almacenamiento de energía
podrá beneficiarse, por ejemplo, de los nuevos desarrollos en pilas de
combustible o sólidos ligeros nanoestructurados que tienen el potencial
para un almacenamiento eficaz del hidrogeno. Se están desarrollando
también células solares fotovoltaicas eficaces y de bajo coste (por
ejemplo la "pintura solar"). Los avances en el campo de las
nanotecnologías también permitirán ahorros energéticos a través de una
mejora de los aislamientos, del transporte y de una iluminación más
eficaz.
Los avances de la ciencia de los materiales mediante el recurso a
las nanotecnologías son de gran alcance y su impacto se dejará sentir en
casi todos los sectores. Las nanopartículas ya se emplean para reforzar
materiales o funcionalizar cosméticos. Se recurre al uso de
nanoestructuras superficiales para conseguir superficies resistentes al
rallado, hidrófugas, limpias o estériles. El injerto selectivo de
moléculas orgánicas a través de la nanoestructuración superficial
permitirá avanzar en la fabricación de biosensores y de dispositivos
electrónicos moleculares. Asimismo, se pueden mejorar y hacer avanzar
enormemente los rendimientos de los materiales en condiciones extremas,
con las consiguientes aplicaciones en los sectores espacial y
aeronáutico.
La
fabricación
a
nivel manométrico exige un nuevo enfoque interdisciplinar tanto en la
investigación como en los procesos de fabricación. Conceptualmente se
consideran dos vías de trabajo: la primera consiste en la
miniaturización de los microsistemas denominado enfoque "de arriba
abajo" o "topdown" y la segunda, en imitar la naturaleza mediante el
desarrollo de estructuras a partir de los niveles atómico y molecular
denominado "de abajo arriba" o "bottom-up". El primero podría
describirse como un proceso de ensamblaje, el segundo como un proceso de
síntesis. El enfoque de abajo a arriba se encuentra en fase inicial de
desarrollo, pero su impacto potencial es de gran alcance y podría
alterar las rutas actuales de producción.
La
fabricación de instrumentos
para el estudio de las propiedades de la materia a una escala
manométrica ya está teniendo un impacto importante, tanto directo como
indirecto, que está estimulando el progreso en una amplia gama de
sectores. La instrumentación también desempeña un papel clave en el
desarrollo de procesos de fabricación basados en técnicas convencionales
con enorme potencial como son las nuevas técnicas de deposición por
plasma de recubrimientos nanoestructurados a partir de la inyección
directa de precursores líquidos, o la utilización de forma controlada de
plasmas de alta energía en la fabricación de nanopartículas o en la
funcionalización de superficies.
La
investigación sobre los alimentos, el agua y el medio ambiente
también puede beneficiarse de las nanotecnologías con, por ejemplo, el
desarrollo de instrumentos para detectar y neutralizar la presencia de
microorganismos o plaguicidas. Mediante nuevas técnicas de
nanoetiquetado miniaturizado podría realizarse el seguimiento desde
origen de los alimentos importados. El desarrollo de métodos de
recuperación basados en el uso de nanotecnologías (por ejemplo, técnicas
foto-catalíticas) permiten paliar y limpiar el efecto de la
contaminación y otros daños medioambientales (por ejemplo, contaminación
por petróleo del agua o del suelo).
Y
un muy largo etc., de aplicaciones insospechadas que serán de gran
utilidad para la vida.
Para ensayar a escala de laboratorio el comportamiento de los
nanomateriales frente a las diversas condiciones ambientales posibles,
se emplean las cámaras climáticas de simulación acelerada.
Fuentes: IDEMA (ITMA), CSIC, UNIOVI
www.estiic.org
www.cci-calidad.com |
