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¿Qué es la nanotecnología?

Dinero Online | Información Y Cultura | Que Es La Nanotecnologia

Entre las preguntas más importantes que las personas hacen cuando aprenden sobre la nanotecnología es lo que es. Quieren saber cómo les ayudará y cómo puede afectarlos. Luego están ansiosos por aprender sobre sus riesgos potenciales.

Índice de contenidos

    Nanotubos de carbon

    Entre los muchos materiales en el campo de la nanotecnología, los nanotubos de carbono (CNT) son de particular interés. Están hechos de carbono y se pueden producir en una amplia gama de formas, desde paredes individuales hasta paredes múltiples. Aunque CNT tiene algunas propiedades deseables, aún no se han incorporado en muchos productos comerciales. Sin embargo, su uso está aumentando.

    Hay muchos proyectos de investigación en curso para explorar las posibles aplicaciones de nanotubos funcionalizados. Varios estudios han destacado el potencial para utilizar estos dispositivos como dispositivos macroscópicos para el almacenamiento de energía y fotovoltaicos.

    Los grupos químicos presentes en la superficie de nanotubos modifican sus propiedades. Un método utilizado para estudiar las propiedades de CNT es la fluorescencia de la brecha de banda. Cuando se ve un solo nanotubo bajo un microscopio, la brecha de la banda puede variar de cero a dos eV, o aproximadamente una cuarta parte de la energía resonante del material. La brecha de banda en el nanotubo también se puede usar para medir su comportamiento metálico o semiconductor.

    Además, los grupos químicos presentes en la superficie de los nanotubos pueden cambiar la conductividad eléctrica y las propiedades ópticas del material. Esto puede alterar su toxicidad y afectar la forma en que el nanomaterial interactúa con los sistemas biológicos.

    Se han utilizado nanotubos de carbono de una sola pared (SWCNT) para evaluar la toxicidad aguda de estos materiales. La inhalación de respuestas inflamatorias inusuales inducidas por SWCNT inducidas en ratones. También se observó que inducen la expresión de citocinas en células epiteliales bronquiales humanas. La expresión de la citoquina dependía en gran medida del tamaño de las nanopartículas. Sin embargo, no está claro si esto fue el resultado del tamaño de la nanopartícula o el tiempo de exposición.

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    Se ha realizado un estudio para evaluar la toxicidad de SWCNT y CNT de paredes múltiples. Se han realizado varios estudios para evaluar los efectos de estas dos formas en los queratinocitos epidérmicos humanos.

    En un estudio, las respuestas fibrogénicas inducidas por CNT de una sola pared en ratones. Sin embargo, esto se atribuyó a una acumulación de granulomas multifocales dependientes de no dosis. Otro estudio evaluó la toxicidad aguda de SWCNT.

    Estos hallazgos sugieren que SWCNT y Multi-Wall CNT tienen diferentes características de toxicidad. El estudio también indica que la toxicidad de las dos formas no es monotónica.

    Sólidos nanocristalinos

    El uso de sólidos nanocristalinos en nanotecnología ha recibido mucha atención en los últimos años. La razón de este interés es el hecho de que los materiales nanocristalinos exhiben muchas propiedades que son diferentes de las contrapartes convencionales. Estas propiedades ofrecen una oportunidad para el desarrollo de nuevas tecnologías. Entre otras aplicaciones, los sólidos nanocristalinos tienen potencial para aplicaciones de ingeniería livianas. Los materiales nanocristalinos también ofrecen un nuevo enfoque para estudiar pequeños dominios. Esto se debe a que los materiales nanocristalinos pueden caracterizarse por sus mediciones de difracción de rayos X.

    Se han estudiado materiales nanocristalinos para mejorar nuestra comprensión de los fenómenos de tamaño de grano. En los materiales nanocristalinos, el tamaño promedio de grano es típicamente inferior a 100 nanómetros. Sin embargo, también se ha observado un tamaño de grano de menos de 25 nanómetros. Este tamaño de grano se considera ultrafino. Los límites de grano también son muy importantes en la deformación de los materiales nanocristalinos. Estos límites actúan como un sumidero para las dislocaciones.

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    Los materiales nanocristalinos también tienen propiedades térmicas únicas. Estos materiales exhiben un aumento significativo en el estrés de flujo en comparación con las contrapartes convencionales. Este es un tema clave en su aplicación en ingeniería. Varios estudios han demostrado el papel de los límites de grano en el gobierno del comportamiento inherente de un material dado.

    El comportamiento de fatiga de los materiales nanocristalinos se ha estudiado en detalle. Se observa que la mayoría de las fallas del material son atribuibles a las propiedades de la superficie del material. Sin embargo, esto no puede explicar todo el comportamiento de endurecimiento de la tensión de los materiales nanocristalinos. También se observa que los materiales nanocristalinos exhiben un comportamiento de fractura diferente en comparación con las contrapartes convencionales. Esto se puede atribuir al reemplazo de mecanismos de endurecimiento convencionales.

    Los materiales nanocristalinos también se caracterizan por su efecto de confinamiento cuántico. Esto se debe a que los materiales nanocristalinos tienen una fracción de alto volumen de regiones desordenadas en su cristalito. En contraste, las contrapartes convencionales tienden a tener un alto tamaño de cristalito. Esto permite estudiar la microestructura de estos materiales.

    Los materiales nanocristalinos se pueden reducir a forma líquida. Esto permite aplicar materiales nanocristalinos en superficies externas como paneles solares. También se pueden usar en lentes para reducir el reflejo de la luz. Los materiales nanocristalinos también se utilizan en chips de memoria para computadoras.

    Nanotecnología extrema

    Molecular Nanotechnology (MNT) es un campo que lleva mucha atención últimamente. Sus aplicaciones médicas podrían ser algunos de los mayores desafíos sociales que la raza humana haya encontrado. Y, como muchas tecnologías, será difícil predecir los efectos a largo plazo de la nanotecnología. Por ejemplo, es posible que nunca sepamos lo que realmente hacen las nanopartículas en nuestro cuerpo. Esto es especialmente cierto para las nanopartículas que no pueden ser detectadas por métodos convencionales.

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    Mientras estuvieron en el tema de la nanotecnología, echemos un vistazo a la gran pregunta: ¿vale la pena la nueva tecnología? Bueno, eche un vistazo a los últimos rumores y las afirmaciones más creíbles hechas por sus proponentes. Además de responder la pregunta, bueno, también mira la ciencia detrás de la nanotecnología.

    No es raro ver la nanotecnología agrupada con otras tecnologías transformadoras, como la inteligencia artificial, la IA, o incluso los nanorobots. Sin embargo, hay muchas razones para dudar si la nanotecnología es realmente una panacea para los males de las humanidades. Además de las preocupaciones obvias, la nanotecnología es un proceso complejo y tedioso para producir un solo producto. El proceso de fabricación tampoco es adecuado para la producción en masa. Y, es probable que no se ve bien una memoria nanométrica en nuestras estaciones de trabajo en el futuro cercano.

    Por otro lado, la cuestión de si una tecnología como MNT tiene un lugar en el gran esquema de las cosas es mucho menos obvia. Por ejemplo, MNT es un área de investigación prometedora, pero ya hay docenas de otras iniciativas de investigación que buscan objetivos similares. De hecho, el Ministerio de Comercio e Industria Internacional (MITI) japonés ha incluido el concepto de nanotecnología en su lista de tecnologías para tener en cuenta en el siglo XXI.

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    Si bien MNT puede ser algo bueno, el debate sobre su impacto a largo plazo está lejos de terminar. Por lo tanto, tenemos que estar atentos a cualquier amenaza potencial que pueda surgir de esta tecnología emergente.

    Al final, debemos decidir si los últimos avances en nanotecnología son realmente dignos de nuestra inversión de tiempo y dinero. De hecho, si no hacemos nuestra tarea, la nanotecnología podría ser la próxima gran cosa en ir al cementerio.

    Riesgos de salud

    Hasta ahora, ha habido muy poco conocimiento sobre los riesgos para la salud de la nanotecnología. Los estudios solo han analizado los posibles efectos sobre la salud de los materiales individuales. Pero está claro que las nanopartículas pueden afectar una variedad de órganos diferentes, y que su presencia en el medio ambiente puede conducir a una variedad de problemas de salud.

    Existe la necesidad de más investigación sobre los efectos de la nanotecnología en el medio ambiente. Esta investigación es importante antes de que se usen nanomateriales en nuestra vida diaria.

    Hay varias formas en que las nanopartículas pueden ingresar al medio ambiente. Se pueden fabricar, pueden liberarse a través de lanzamientos intencionales o no intencionales, o pueden transportarse a través de la escorrentía y las corrientes de desechos sólidos.

    Las nanopartículas también pueden cruzar las membranas celulares e interactuar con los sistemas vivos. La toxicidad de una nanopartícula depende de la composición química y del área de superficie de la partícula.

    La preocupación de toxicidad humana más común es el daño pulmonar. Sin embargo, las nanopartículas también pueden entrar en el corazón, el hígado y la sangre. Estas partículas pueden viajar profundamente en órganos internos, y tienen el potencial de cruzar la barrera hematoencefálica.

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    Los estudios han encontrado que la mayoría de las nanopartículas terminan en los pulmones. De hecho, la EPA ha financiado un equipo de investigación dirigido por Bellina Veronesi para investigar los efectos de las nanopartículas en el pulmón. Este equipo descubrió que la exposición a las nanopartículas de dióxido de titanio causó una rápida producción de radicales de oxígeno. Este estrés oxidativo puede causar inflamación en los pulmones.

    En otros estudios, se encuentra que las nanopartículas tienen una mayor eficiencia de deposición en personas con enfermedad pulmonar obstructiva crónica. También tienen una mayor eficiencia de deposición en asmáticos. Estas eficiencias de deposición pueden ser alteradas por la edad.

    Las nanopartículas también pueden interactuar con los genes y afectar la integridad de los orgánulos. Esto puede conducir a una expresión génica alterada.

    Como resultado, los científicos instan a que los reguladores puedan evaluar los riesgos para la salud de la nanotecnología. Actualmente, las agencias gubernamentales de los Estados Unidos están gastando alrededor de $ 11 millones al año en investigación de nanotoxicología. Esta investigación ayudará a construir una base de datos robusta que pueda informar a los responsables políticos y al público sobre los posibles efectos ambientales de la nanotecnología.

    Titulo principal: ¿Qué es la nanotecnología?

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