Nos hemos centrado aquí en unos pocos productos en los que la nanotecnología es ya una realidad. Sin embargo, las aplicaciones a medio y largo plazo son infinitas. Los campos que están experimentando continuos avances son:
We have focused here on a few products in which nanotechnology is already a reality. However, applications to medium and long term are endless. The fields that are experiencing ongoing advances are:
Energías alternativas, energía del hidrógeno, pilas (células) de combustible, dispositivos de ahorro energético.
Alternative energy, hydrogen energy, batteries (cells) of fuel, energy saving devices.
Administración de medicamentos, especialmente para combatir el cáncer y otras enfermedades.
Administration of medications, especially for cancer and other diseases.
La técnica desarrollada por este equipo consiste en introducir en la sangre nanotubos (redes de átomos de carbono dispuestos de forma tubular) de platino que son 100 veces más delgados que un cabello humano. Estos nanotubos pueden viajar por los vasos sanguíneos más pequeños del cuerpo hasta llegar a cualquier parte del cerebro sin por ello afectar al flujo normal de la sangre o a los intercambios gaseosos. Aunque desde hace tiempo se emplean las arterias para introducir catéteres (sondas), en la actualidad se pretende utilizar un paquete de nanotubos para intervenir en el cerebro. Cada uno de estos nanotubos se utilizaría para medir la actividad eléctrica de una célula nerviosa, lo que permitirá un conocimiento mucho más exhaustivo del funcionamiento del cerebro que el proporcionado por otras tecnologías, como la tomografía por emisión de positrones o la resonancia magnética nuclear.
The technique developed by this team is to introduce in the blood nanotubes (networks of carbon atoms arranged in tubular form) of platinum that are 100 times thinner than a human hair. These nanotubes can travel through small blood vessels of the body to reach any part of the brain without affecting the normal flow of blood or gas exchange. Although it has long been used to introduce artery catheters (tubes), at present is to use a package of nanotubes to intervene in the brain. Each of these nanotubes are used to measure the electrical activity of a nerve cell, allowing a much more comprehensive knowledge of brain functioning that provided by other technologies such as positron emission tomography or magnetic resonance imaging.
Computación cuántica, semiconductores, nuevos chips.
Quantum computing, semiconductors, new chips.
Usando nanotubos semiconductores, investigadores de varias empresas y laboratorios han desarrollado circuitos de computación de funcionamiento lógico y transistores, las puertas electrónicas lógicas de que están compuestos los chips incrementando su velocidad, disminuyendo el consumo y aumentando las prestaciones. El desarrollo de nanotransistores como las nanomemorias puede ser cruciales para absorber las crecientes e inmensas capacidades de procesamiento y memoria que demandan los desarrollos multimedia, más aún cuando se avizora que de acá a máximo diez años la tecnología actual de semiconductores habrá agotado sus posibilidades de crecimiento. Usando nanotubos semiconductores, investigadores de varias empresas y laboratorios han desarrollado circuitos de computación de funcionamiento lógico y transistores, las puertas electrónicas lógicas de que están compuestos los chips. En agosto de 2004, en lo que es considerado un paso fundamental hacia la computadora molecular, una compañía de sistemas de alta tecnología mostró el primer circuito de ordenamiento lógico formado por nanotubos de carbono. Las computadoras moleculares basadas en estos circuitos tienen el potencial de ser mucho más pequeñas y rápidas que la actuales, además de consumir una cantidad considerablemente menor de energia. En cuanto a los transistores, un transistor a escala molecular tiene la misma capacidad que el clásico transistor de silicio. Para el 2007 se espera estar fabricando chips conteniendo mil millones de estos transistores, lo que le permitiría llegar a una velocidad de 20 Ghz con la energía de un voltio.
Using semiconducting nanotubes, researchers from several companies and laboratories have developed computer circuits and transistors, logic operation, logical electronic gates that are made of chips increasing speed, reducing consumption and increasing performance. Nanotransistor development as may be crucial nanomemorias to absorb the growing and huge memory and processing capabilities demanded by multimedia development, especially when that is looming here to maximum of ten years current semiconductor technology will have exhausted its growth potential . Using semiconducting nanotubes, researchers from several companies and laboratories have developed computer circuits and transistors, logic operation, logical electronic gates that are made of chips. In August 2004, in what is considered a crucial step toward molecular computer, a company of high technology systems showed the first order logic circuit formed by carbon nanotubes. The molecular computers based on these circuits have the potential to be much smaller and faster than the current, while consuming considerably less energy. As for the transistor, a transistor at the molecular level has the same capacity as the classic silicon transistor. For 2007 is expected to be producing chips containing one billion of these transistors, enabling it to reach speeds of 20 GHz with the power of one volt.
Seguridad. Micro-sensores de altas prestaciones.
Security. Micro-sensors for high performance.
Aplicaciones industriales muy diversas: tejidos, deportes, materiales, automóviles, cosméticos, pinturas, construcción, envasados alimentos, pantallas planas...
Wide range of industrial applications: fabrics, sports, materials, automobiles, cosmetics, paints, construction, food packaging, flat panel displays ...
Una de las aplicaciones de la nanotecnología en el campo de envases para alimentación es la aplicación de materiales aditivados con nanoarcillas, que mejoren las propiedades mecánicas, térmicas, barrera a los gases, entre otras; de los materiales de envasado. En el caso de mejora de la barrera a los gases, las nanoarcillas crean un recorrido tortuoso para la difusión de las moléculas gaseosas, lo cual permite conseguir una barrera similar con espesores inferiores, reduciendo así los costos asociados a los materiales.
Los procesos de incorporación de las nanopartículas se pueden realizar mediante extrusión o por recubrimiento, y los parámetros a controlar en el proceso de aditivación de los materiales son: la dispersión nanopartículas, la interacción de las nanopartículas con la matriz, las agregaciones que puedan tener lugar entre las nanopartículas y la cantidad de nanopartículas incorporada.
One of the applications of nanotechnology in the field of food packaging materials is the application of additivated with nanoclays, which improve the mechanical properties, thermal, gas barrier, among others; of packaging materials. In the case of improved gas barrier, the nanoclays create a tortuous path for diffusion of gas molecules, which can achieve a similar barrier thicknesses below, thus reducing the costs associated with the materials.
Processes of incorporation of nanoparticles can be made by extrusion or coating, and parameters to control in the process of additive materials include nanoparticle dispersion, the interaction of nanoparticles with the matrix, the aggregation that may occur between nanoparticles and the amount of nanoparticles incorporated.
Contaminación medioambiental.
Environmental pollution.
La nanotecnología en la industria de la energía con aparatos eólicos, sistemas de colector de energía; repele la suciedad y evita el desgaste por condiciones atmosféricas.
Nanotechnology in the energy industry with wind machines, energy collector systems, repels dirt and prevents wear and weather.
Prestaciones aeroespaciales: nuevos materiales, etc.
Aerospace Features: new materials, etc.
Fabricación molecular.
La nanotecnología molecular puede ofrecer oportunidades similares en muchos otros ámbitos. Hoy en día mucho agua se desperdicia porque es casi, pero no cien por cien, puro. Tecnologías de tratamiento eléctrico mecánicos sencillas y fiables pueden recuperar agua contaminada para uso del sector agrícola o incluso para el uso doméstico. Estas tecnologías solo requieren fabricación inicial además de una fuente modesta de energía. Filtros físicos con poros de una escala nanométrica pueden eliminar el 100% de bacterías, virus y hasta prions. Una tecnología de separación eléctrica que atrae a los inoes a láminas supercapacitor puede eliminar sales y metales pesados.
La capacidad de reciclar el agua de cualquier fuente para cualquier uso podría ahorrar enormes cantidades de agua y permitir el uso de recursos de agua hasta ahora no aprovechables. Esto también podría eliminar el tipo de contaminación "rio abajo"; es decir que un filtro de agua totalmente eficaz es capaz de asumir la regeneración de aguas "sucias" de actividades agrícolas e industriales. Siempre y cuando se controlan los residuos, el agua se puede filtrar, concentrar y hasta purificar y utilizarse de forma rentable. Como ocurre con todo construido a través de la nanotecnología molecular, los costos iniciales de fabricación de un sistema de tratamiento del agua serían muy bajos. El coste de la energía sería bajo. Materiales de filtro bien estructurados y pequeños actuadores permitirían que hasta los elementos de filtro más pequeños podría controlarse y limpiarse. Unidades auto-contenidas de filtro completamente automatizadas se podrían integrar en sistemas escalables sobre un gran campo.
Molecular nanotechnology may offer similar opportunities in many other areas. Today much water is wasted because it is almost, but not one hundred percent pure. Treatment technologies simple and reliable mechanical power can be recovered using contaminated water for agriculture or for domestic use. These technologies require only initial production plus a modest source of energy. Physical filters with nanometer scale pores can remove 100% of bacteria, viruses and even prions. An electrical isolation technology that attracts inoes a supercapacitor plates can remove salts and heavy metals.
The ability to recycle water from any source for any use could save huge amounts of water and allow the use of water resources unusable far. This could also eliminate contamination "downstream", ie a fully effective water filter is able to take water regeneration "dirty" industrial and agricultural activities. As long as you control the waste water can be filtered, concentrated and used to purify and profitably. As with all built by molecular nanotechnology, the initial costs of manufacturing a water treatment system would be very low. The cost of energy would be low. Well-structured filter materials and small actuators to allow the smaller filter elements could be controlled and cleaned. Self-contained units fully automated filter could be integrated into scalable systems on a large field.
