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Nuevos Materiales, nuevos procesos, nuevos dispositivos. II
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Física ~ Comments (17)
Ayer, al final de la entrada de este mismo título, en su parte 1ª, os prometía una continuación sobre las Nanopartículas, y, como lo prometido es deuda, aquí lo dejo. Para seguir el hilo, el final del día anterior fue como sigue:
“Nanohilos
No sólo las moléculas, los Nanotubos o el grafeno son las apuestas para sustituir al silicio. Otros elementos como los Nanohilos fabricados a partir de materiales semiconductores o los Nanohilos metálicos tendrán también cierto protagonismo. En concreto, los Nanohilos semiconductores presentan un gran potencial como transistores pero también presentan aplicaciones en campos como octoelectrónica o en la fabricación de censores biológicos. Por otro lado los Nanohilos metálicos, cuya síntesis controlada es más difícil, poseen gran interés como interconectores. En el caso de los Nanohilos formados de materiales Ni, Co o Fe se puede aprovechar también su potencial comportamiento magnetorresisitivo para ser usados en dispositivos de almacenamiento magnético. Los Nanohilos metálicos son interesantes a su vez porque los efectos de tamaño inducen en ellos la aparición de transiciones de fase martensíticas y la aparición de configuraciones no cristalinas.” Veamos que pasa con las Nanopartículas.
Nanopartículas
Quizás, junto a los nanotubos de carbono, las nanopartículas representan los materiales que tienen una repercución tecnológica más inmediata. Además de sus propiedades intrínsecas, las nanopartículas representan los materiales que tienen una repercusión tecnológica más inmediata. Además de sus propiedades intrínsecas, las nanopartículas, debido a su pequeño tamaño, pueden convertirse en diminutos dispositivos capaces de realizar otras funciones, como transportar un medicamento específico por el torrente sanguíneo sin obstruirlo. Para lograr esto, las nanopartículas deben ser el soporte de capas de moléculas autoensambladas que confieren una funcionalidad adicional a las mismas.
Como su propio nombre indica, el término “nanopartícula” designa una agrupación de átomos o moléculas que dan lugar a una partícula con dimensiones nanométricas. Es decir, que su tamaño está comprendido entre 1 y 100 nm. Dependiendo de cuáles sean los átomos o moléculas que se agrupan se originarán diferentes tipos de nanopartículas. Así, por ejemplo, tendremos nanopartículas de oro, de plata o nanopartículas magnéticas si están formadas por átomos de Fe o Co. Su pequeño tamaño hace que la relación superficie/volumen crezca y por tanto que estas estructuras tengan unas propiedades características y esencialmente distintas a las que presenta el material en volumen.
Una estrategia para la formación de nanopartículas es recubrirlas con distintas capas de manera tal que cada una aporte funcionalidades diferentes al sistema. Así, por ejemplo, recientemente se han descrito nanopartículas cuyo interior está formado por un material magnético, como el Co, seguido de una capa intermedia de SiO2 que aporta estabilidad al sistema y finalmente una superficie de oro. El tamaño final de la nanopartícula es de 3 nm, y esta estructura laminar hace que tengan un núcleo magnético que posibilite su guiado, y una superficie de oro que facilite el autoensamblado de moléculas orgánicas o biológicas para diferentes aplicaciones. Entre éstas destaca su uso como biosensores. Para ello se inmoviliza material biológico, como ácido desoxirribonucleico (ADN) o el llamado ácido nucléico péptidico (PNA, del inglés peptide nucleic acid), que siendo un ácido nucléico artificial, presenta un “esqueleto” molecular formado por enlaces peptidicos y una estructura de bases nucleicas exactamente igual a la del ADN. El PNA puede reconocer cadenas complementarias de ADN, incluso con mayor eficiencia para la hibridación que la que representa el ADN para reconocer su hebra complementaria. Por este motivo, el PNA se ha propuesto como sonda para la fabricación de biosensores altamente eficientes. Estas macromoléculas unidas a superficies o nanopartículas son capaces de detectar diferentes analítos de interés, particularmente otars moléculas biológicas.
Sin embargo, el concepto de nanopartícula debe concebirse en un sentido más amplio ya que no sólo puede estar basada en un núcleo inorgánico, pudiéndose sintetizar nanopartículas poliméricas. Yendo un poco más allá una cápsida vírica puede entenderse como una nanopartícula formada por una carcasa proteica. Esta cápsida vírica tiene dimensiones nanométricas y, en muchos casos, burla con facilidad las membranas celulares. Por esta razón este tipo de “nanopartículas” se proponen para su uso en nanomedicina, y son el objeto de estudios básicos en los que las herramientas como los microscopios de fuerzas atómicas juegan un papel esencial. En particular, estas herramientas nos permiten caracterizar las propiedades mecánicas y las condiciones de ruptura de cápsidas víricas así como la forma en la que dichas cápsidas se comportan ante, por ejemplo, cambios controlados de humedad.
En un discurso recientemente impartido en la Universidad Europea de Madrid, William F. Clinton, ex-Presidente de los EE.UU, afirmó que ” el cometido del siglo XXI será salvar al mundo del cambio climático, regenerar la economía y crear empleo. El futuro más allá será la Nanotecnología y la biotecnología”. El propio W.F. Clinton fue el impulsor de la Iniciativa Nacional de Nanotecnología durante su mandato, convirtiendo durante los últimos 10 años a EE.UU en el líder mundial en la generación de conocimientos básicos y aplicados en el ámbito de la Nanotecnología.
Nadie pone en duda las afirmaciones de W.F. Clinton sobre el papel de la Nanotecnología en nuestro futuro a medio y largo plazo, por lo uqe es imperativo estar suficientemente preparados para construir este nuevo paradigma científico. En el caso concreto de España, las dos últimas ediciones del Plan Nacional de I+D+I han encumbrado las investigaciones en Nanociencia y Nanotecnología a la categoría de Acción Estratégica. En la actualidad se están poniendo en marcha varios centros dedicados a Nanotecnología. Dichas iniciativas son producto, por lo general, de costosos impulsos puntuales, locales, dirigidos por científicos con iniciativa, pero no son fruto de una actuación de conjunto, planificada siguiendo una estrategia quiada por unos objetivos ambiciosos, en los que impere la coordinación y el uso eficiente de los recursos. La actual coyuntura económica no invita al optimismo a este respecto, por lo que sería necesario poner en marcha iniciativas que promuevan la adquisición de infraestructuras, la formación de técnicos, la coordinación entre centros emergentes, etc.
Otro punto sobre el que no hay que descuidarse tiene que ver con la formación, en todos los niveles educativos, en Nanotecnología. En este sentido son numerosas las universidades españolas que ofrecen cursos de master y/o doctorado con contenidos relacionados con la Nanotecnología. Sin embargo, muchos de estos cursos tienen pocos estudiantes inscritos, al igual que ocurre con muchos estudios de grado relacionados con las ciencias básicas. La tarea de fascinar y atraer a nuestros jóvenes hacia la ciencia debe comenzar mucho antes. En este sentido, los conceptos inherentes a la Nanotecnología deben formar parte del conocimiento que debe llegar a los estudiantes de educación secundaria, como ocurre en países como Alemania, Finlandia, Taiwán, Japón, EE.UU., etc. Además, la Nanotecnología es una materia que causa cierta fascinación a los adolescentes por lo que puede ser un buen punto de partida para incentivar las vocaciones científicas. Esta ha sido una de las principales razones por las que los autores de este artículo junto con otros investigadores (Carlos Briones del Centro de Astrobiología y Elena Casero de la Universidad Autónoma de Madrid) accedieron a la petición de la Fundación Española de Ciencia y Tecnología (FECyT) para escribir una Unidad Didáctica de Ciencia y Tecnología. Dicho libro ya se encuentra en todos los institutos españoles de educación secundaria y bachillerato, y se puede descargar desde la web de la FECyT. Esperemos que esta pequeña contribución, junto con otras de mayor calado que deben promoverse desde las diversas administraciones públicas, permita tomar la senda que nos lleve a medio plazo hacia la tan ansiada sociedad basada en el conocimiento.
Fuente: Revista Española de Física. Volumen 23 Nº 4 de 2009
Los Autores:
D. José Ángel Martín Gago, del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, Concejo Superior de Investigaciones científicas, Centro de Astrobiología /CSIC/INTA), Instituto Nacional de Técnica Aerpespacial, y, D. Pedro A. Serena Domingo, del Instituo de Ciencia y Materiales de Madrid y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas.
Que haya sido de vuestro agrado.
el 24 de enero del 2011 a las 1:47
Una pregunta don Emilio, tengo esta duda desde hoy, que tal vez usted pueda aclararmela, o cualquier otro compañero por supuesto.
¿Nosotros hemos venido a este mundo para vivir aprendiendo sobre el Universo, o, para aprender a vivir en el Universo?.
Saludos cordiales!
el 24 de enero del 2011 a las 2:20
En mi opinión partes de un supuesto, que “hemos venido a este mundo para” algo… supuesto de partida con el que no estoy de acuerdo. En mi opinión estamos, no hemos venido y estamos no significa que tenga que haber un motivo que lo explique, una razón. Somos fruto y parte de este universo, sí, pero con algún objetivo? no lo veo claro.
Saludos!!
el 24 de enero del 2011 a las 2:43
Bueno cambiale el “hemos venido a este mundo para” entonces con las palabras que más te guste, que obsesivo eres Zephyros!, no importa tanto si hemos venido con un propósito o aparecimos aquí por haber aparecido simplemente, como por arte de magía tal vez…
Mi cuestionamiento surge apartir de que si queremos vivir en nuestro Universo, o, te agrada aprender todo lo que sea posible sobre el Universo, primero deberíamos empezar por casa…
Saludos!!
el 24 de enero del 2011 a las 8:44
Bueno, mi respuesta está en la línea de Zephyros, más que “hemos venido” yo diría que hemos surgido a partir de la “materia inerte” bajo el flujo de una serie de condiciones que se dieron y lo hicieron posible. Si estamos aquí para algo, lo dudo mucho, y, nuestro destino lo tenemos que decidir nosotros dentro de lo posible, no olvidemos que, al formar parte de algo tan inmenso y estar sujetos a sus leyes, nuestras decisiones quedan un poco marginadas por el devenir del mundo y los acontecimientos naturales que en él ocurran.
Siempre nos hemos querido dar más importancia de la que, en realidad, tenemos.
Piensa amigo mío que, lo que para nosotros lo es “todo”: nuestro mundo, nuestras familias, nuestros amigos, el trabajo o el negocio, las actividades que de uno u otro ámbito podamos hacer cada cual…, en realidad, para el Universo, no es nada. Sólo somos una colonia de seres pensantes que, recluidos en un pequeño mundo de inigualable belleza, nos empeñamos en destrozar todo lo que se puso a nuestra disposición, aunque, eso sí, en parcelas más pequeñas como la familiar, somos capaces de las más grandes proezas y daríamos la vida por preservar a los seres queridos, y, esos sentimientos, nos hace algo más grandes de lo que en realidad somos, o, creemos ser.
El Universo que tiene 13.700.000 millones de años, ha transcurrido sin nosotros la inmensa parte de ese tiempo, y, nosotros, unos recién llegados, queremos asumir la importancia de que estamos aquí con un propósito predeterminado, lo cual, no es cierto. Muchas han sido las Civilizaciones que antes que nosotros pasaron por aquí y de las que sólo quedan vestigios y huellas, algunas veces muy confusas. Así que, nosotros, como ellos antes, llegará un día en que, por mutación o por cualquier otro motivo, desapareceremos para dar paso a nuevas Civilizaciones que, estarán, más preparada para el entorno natural que en ese tiempo toque.
Si lo miramos así, de seguro que no estaremos equivocados y vivamos esperando una ascensión hasta un nivel más alto como “elegidos que somos”. Si escalamos algunos niveles más altos, serán los escalones que vamos subiendo en el saber del mundo, y, la Ciencia, nos llevará de la mano hasta donde nuestras propias capacidades lo permitan.
¡Elegidos con un destino! Me parece que no.
el 24 de enero del 2011 a las 14:32
Querido Emilio, aunque no lo parezca por como he redactado mi pregunta(seguramente está mal), yo también estoy en la línea de Zephyros, más que hemos venido, hemos surgido como usted indica, para aclararlo un poco mejor, el hemos venido con un propósito suena más a seguir unas pautas que alguien o algo nos ha dicho o encomendado y, honestamente a mi no me gusta que me estén diciendo que es lo que tengo que hacer, para eso tengo mi cerebro y mi propio razonamiento para decidir que es lo correcto, tampoco se trata que hagan caso a lo que diga yo por ejemplo, por que no soy nadie en realidad. Pero mi razonamiento me dice que lo al estar aquí en nuestro planeta, del cual hemos surgido, sin ningún propósito, ya que nadie nos ha dicho cual es el propósito de nuestro pasar por La Tierra, me parece lógico que las pautas a seguir deben surgir de nosotros mismos, nadie tiene un destino, el destino se hace al vivir el día a día, y en estos días lo más razonable me parece cuidar nuestro propio planeta antes de salir a explorar otros por ejemplo, porque, si la naturaleza del ser humano es explorar y explotar todos los recursos naturales de un planeta para luego ir a otro y hacer lo mismo, prefiero ser un animal.
¡Elegidos con un destino! Nunca, yo elijo mi propio destino.
Saludos cordiales estimado Emilio.
el 24 de enero del 2011 a las 15:01
Otra cosita amigo Emilio, no me gusta nada que pongan en mi boca o en mi cabeza, palabras o razonamientos que no han salido de mí, pero para eso existen los debates y las discusiones que llevan al mejor entendimiento de todos por igual, tal vez el error está en decir cosas que queden al libre albedrío para que cada quién haga uso de eso que se ha dicho dando a entender algo que salió desde sus propios pensamientos. Dicho de otro modo, la base está, el problema radica en lo que se construye en esa base.
el 24 de enero del 2011 a las 15:13
Obsesionado o no, es importante ser preciso en lo que se dice y evitar ambigüedades y generalidades que se dejan abiertas a múltiples interpretaciones, por eso estoy de acuerdo con no dejar cosas en el aire o al libre albedrío como comentas.
Debatamos pues
el 24 de enero del 2011 a las 15:21
Pues estoy de acuerdo contigo Zephyros, por eso mi razonamiento me dice ahora mismo que yo no soy la persona adecuada para seguir debatiendo de estos temas de tanta importancia, mis ambiguedades dan a entender cosas que yo no quiero decir, seguramente producto de mi ignorancia. Mejor me quedo con leerte a tí y a los demás que saben más que yo.
Adios!
el 25 de enero del 2011 a las 3:18
No te pongas así Ignacio. Escribe, lee y disfruta de la física
http://www.youtube.com/watch?v=xTKrHV2kTtU
el 25 de enero del 2011 a las 17:45
Mmmm que linda está Sasha, perdon… La física he querido decir 🙂
el 25 de enero del 2011 a las 8:23
Amigo Ignacio:
Es un placer tenerte entre nosotros, y, ningún mal entendimiento puede dar lugar a que eso cambie, las cosas se aclaran y aquí no ha pasado nada. Además, como bien dices, el debatir, muchas veces lleva a eso, las opiniones son encontradas y cada cual quiere exponer lo que piensa pero, eso no puede impedir que, una vez pasado el debate, todos nos respetemos pués, la verdad es que, aquí nadie sabe más que nadie y cada cual sabe lo suyo.
Un abrazo y, como dice nuestro compañero Zephyros, a leer, escribir y disfrutar de la Física.
el 25 de enero del 2011 a las 17:45
😉
el 25 de enero del 2011 a las 8:51
Nuestro compañero Nelson, en el apartado Mesopotamía, nos envía un reportaje de las Inundaciones de Australia que son verdaderamente sobrecogedoras. En casos así nos podemos dar cuenta de lo pequeños que podemos llegar a ser cuando la madre Naturaleza se refría y estornuda.
Gracias Nelson.
el 25 de enero del 2011 a las 21:26
Muy interesante el reportaje que ha aportado el compañero Nelson, pues si la Naturaleza se resfría y anda estornudado, habrá que curarle es resfriado, ¿no? 🙂
Hay una frase de un artista que no recuerdo, dice así: La vida hay que disfrutarla, siempre, pensando en positivo. Si alguien sabe a que artista le pertenece, le pido que me lo informe, ¡hay premio!.
Saludos cordiales!
el 26 de enero del 2011 a las 8:14
Sobre el video que nos envió Nelson, quiero recordar que es la fotografía o imagen 26, en la que, de manera irrebatible, se nos muestra un ejemplo de que, en cualquier caso, la vida sigue y se impone al mal momento.
el 26 de enero del 2011 a las 22:36
Hola muchachada.
Muy agradecido por la receptividad demostrada a estas verdaderas encuestas fotográficas.
Como a veces no tienen que ver con el tema central, me abstendré de comentarlas, pero las iré rotando para vuestra consideración, cuando las considere ambiental o socialmente relevantes, en el entendido que “una imagen vale más que mil palabras”, y como dijo aquel pescador de Galilea, “La verdad os (nos) hará libres”.
Saludos cordiales para tod@s desde Montevideo.
el 27 de enero del 2011 a las 8:33
Hola, amigo Nelson, saludos cordiales para tí desde Huelva en Andalucía (España).
Lo que mandes será siempre bien recibido.