NanoTecnologia

La nanotecnología es la manipulación de la materia a escala
atómica, molecular y supramolecular. La más temprana y
difundida descripción de la nanotecnología1 2 se refiere a la
meta tecnológica particular de manipular en forma precisa
los átomos y moléculas para la fabricación de productos a
macro escala, ahora también referida como nanotecnología
molecular. Subsecuentemente una descripción más
generalizada de la nanotecnología fue establecida por la
Iniciativa Nanotecnológica Nacional, la que define la
nanotecnología como la manipulación de la materia con al
menos una dimensión del tamaño de entre 1 a 100
nanómetros.
Nanotecnología

La nanotecnología definida por el tamaño es naturalmente un
campo muy amplio, que incluye diferentes disciplinas de la
ciencia tan diversas como la ciencia de superficies, química
orgánica, biología molecular, física de los semiconductores,
micro fabricación, etc.4 Las investigaciones y aplicaciones
asocias son igualmente diversas, yendo desde extensiones de
la física de los dispositivos a nuevas aproximaciones
completamente nuevas basadas en el auto ensamblaje
molecular, desde el desarrollo de nuevos materiales con
dimensiones en la nano escalas a el control directo de la
materia a escala atómica.
Actualmente los científicos están debatiendo el futuro de las
implicaciones de la nanotecnología.

Conceptos Fundamentales
La nanotecnología es la ingeniería de sistemas
funcionales a escala molecular. Esto cubre tanto el
actual trabajo como conceptos que son más
avanzados. En su sentido original, la nanotecnología
se refiere a la habilidad proyectada para construir
elementos desde lo más pequeño a lo más grande,
usando técnicas y herramientas, que actualmente
están siendo desarrolladas, para construir productos
completos de alto desempeño.

Varios fenómenos se vuelven pronunciados a medida de
que el tamaño del sistema disminuye. Estos incluyen
efectos mecánicos estadísticos, así como efectos
mecánicos cuánticos, por ejemplo el “efecto del tamaño
del Cuanto” donde las propiedades electrónicas de los
sólidos son alteradas con grandes reducciones en el
tamaño de la partícula. Este efecto no se ponen en juego
al ir desde las dimensiones macro a las dimensiones
micro. Sin embargo, los efectos cuánticos pueden
convertirse en significantes cuando el tamaño del
nanómetro es alcanzado, normalmente en distancias de
100 nanómetros o menos, el así llamado dominio cuántico.
Adicionalmente, una variedad de propiedades físicas
(mecánicas, eléctricas, ópticas, etc.)
reconstrucción de una superficie de
Oro(100) limpia, como se puede visualizar
usando un microscopio de efecto túnel. Se
pueden ver las posiciones de los átomos
individuales que componen la superficie.

Herramientas y técnicas
Existen varios importantes desarrollos modernos. El
microscopio de fuerza atómica (en inglés: Atomic Force
Microscope, AFM) y el microscopio de efecto túnel (en
inglés: Scanning Tunneling Microscope, STM) son
versiones tempranas de las sondas de barrido que
lanzaron la nanotecnología. Existen otros tipos de
microscopio de sonda de barrido. Aunque
conceptualmente similares a los microscopios confocales
de barrido desarrollados por Marvin Minsky en el año 1961
y al microscopio acústico de barrido (en inglés: Scanning
Acoustic Microscope, SAM) desarrollado por Calvin Quate
y asociados en la década de 1970, los microscopios de
sonda de barrido más nuevos tienen una mucho más alta
resolución, dado que ellos no están limitados por la
longitud de onda del sonido o la luz.

Nano materiales
El campo de los nano materiales incluye los subcampos
que desarrollan o estudian los materiales que tienen
propiedades únicas que surgen de sus dimensiones a
nano escala.
- La ciencia de Interfaz y coloide ha identificado muchos
materiales que pueden ser útiles en la nanotecnología,
tales como los nanotubos de carbono y otros fullerenos, y
varias nano partículas y nanoroides. Los nanomateriales
con rápido transporte de iones también están relacionados
a la nanoiónica y a la nano electrónica.

- Los materiales a nano escala también puede ser usados
para aplicaciones en volumen; la mayoría de las aplicaciones
comerciales actuales de la nanotecnología son de este tipo.
- Se ha realizado progreso en la utilización de estos
materiales para aplicaciones médicas, ver nano medicina.
- Los materiales a nano escala tales como los nanopilarres
algunas veces son usados en las celdas solares para bajar
los costos de las celdas solares de silicio tradicionales.

Este dispositivo transfiere energía desde capas
de grosor nano de los pozos cuánticos a los
nano cristales ubicados arriba, causando que
los nano cristales emitan luz visible.
El desarrollo de aplicaciones que incorporan nano
partículas semiconductoras que serán usadas en la
siguiente generación de productos, tales como tecnología
de pantallas, iluminación, celdas solares e imágenes
biológicas; ver punto cuántico.

Nanotecnología Avanzada
La nanotecnología avanzada, a veces también llamada
fabricación molecular, es un término dado al concepto de
ingeniería de nano sistemas (máquinas a escala manométrica)
operando a escala molecular. Se basa en que los productos
manufacturados se realizan a partir de átomos. Las propiedades
de estos productos dependen de cómo estén esos átomos
dispuestos. Así por ejemplo, si reubicamos los átomos del grafito
(compuesto por carbono, principalmente) de la mina del lápiz
podemos hacer diamantes (carbono puro cristalizado). Si
reubicamos los átomos de la arena (compuesta básicamente por
sílice) y agregamos algunos elementos extras se hacen los chips
de un ordenador.

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