Toda la materia que nos rodea está compuesta de átomos y moléculas. Para comprender el comportamiento de un material en particular, cuántico se buscan las características de los átomos. Pero con el advenimiento de la investigación, se descubrió que existe una escala mucho más pequeña que la escala molecular. Es la nanoescala que mide una mil millonésima parte de un metro. Un átomo de materia mide alrededor de 0,1 nm. Como los átomos son los componentes básicos de la materia, a nanoescala se pueden organizar estos átomos juntos para formar nuevos materiales. Toda la investigación en torno al estudio y las invenciones que involucran las propiedades de los elementos a esta nanoescala se denomina Nanotecnología.
¿Qué es la nanotecnología?
El término nano se refiere a la escala de una mil millonésima parte de un metro. Esto es más pequeño que la longitud de onda de la luz. La nanotecnología se refiere a toda la investigación relacionada con la manipulación de la materia a nivel de nanoescala. Se encontró que las propiedades cuánticas de la materia a nanoescala difieren de las de la escala atómica. Entonces, la investigación asociada con la nanotecnología es muy amplia e incluye muchos campos de la ciencia, como la química orgánica, la biología molecular, la ciencia de superficies, el almacenamiento de energía, la ingeniería molecular, Semiconductor física y microfabricación.
Lo esencial
La investigación a nanoescala de la materia es fascinante, ya que es la etapa básica en la que los átomos se organizan juntos. Por lo tanto, se pueden formar muchos tipos diferentes de materiales manipulando la materia a esta escala. La nanoescala varía de 1 a 100 nm. Es más pequeño que la microescala y más grande que la escala atómica. Dado que la investigación en torno a esta tecnología involucra varias propiedades de la materia, es importante tener una sólida formación en múltiples ciencias.
Nanotecnología
A nivel de nanoescala, las reglas de la mecánica cuántica del material son muy diferentes de su nivel atómico. Por ejemplo, un material que se comporta como aislante en forma molecular puede comportarse como un semiconductor cuando se descompone en la nanoescala. En este nivel, el punto de fusión de las sustancias también puede cambiar debido a un aumento en la superficie. Toda la investigación en torno a la nanotecnología hoy en día pasa por el estudio de estas propiedades a nanoescala y saber utilizarlas para nuevas aplicaciones.
Hoy en día, la nanotecnología también se refiere a la ciencia de construir elementos de abajo hacia arriba utilizando las herramientas y la tecnología disponibles en la actualidad, para formar productos de alto rendimiento.
Tipos de nanotecnología
Dado que la nanotecnología se ocupa del estudio de la materia a nanoescala, las ciencias a esta escala pertenecen a la nanotecnología. La ciencia que se ocupa de la manipulación de la materia para formar de alto rendimiento transistores y microprocesadores se conoce como Nanoingeniería. Cuando la nanotecnología se utiliza para producir productos farmacéuticos, se la denomina nanomedicina. La nanotecnología se utiliza mucho para la fabricación de dispositivos electrónicos conocidos como nanoelectrónica.
La nanotecnología tiene dos tipos de enfoques: el enfoque de abajo hacia arriba y el enfoque de arriba hacia abajo. En el enfoque ascendente, los materiales se forman a partir de componentes pequeños que se mueven hacia componentes más grandes. En el enfoque de arriba hacia abajo, los nanomateriales se forman a partir de entidades más grandes.
A lo largo de los años, la nanotecnología también se desarrolla como nanomecánica, nanofotónica y nanoiónica, lo que proporciona una base científica básica para la nanotecnología.
Usos de la nanotecnología
Los materiales a nanoescala se utilizan para aplicaciones a granel. Se forman nanorrellenos que se utilizan en células solares para reducir su coste de producción. La nanotecnología ha hecho una gran contribución al campo biomédico. Se han desarrollado aplicaciones como la ingeniería de tejidos, la administración de fármacos y los biosensores.
La nanotecnología ayudó a estructurar el ADN artificial y al estudio de otros ácidos nucleicos. En la síntesis de materiales, esta tecnología ha ayudado a diseñar moléculas bien formadas. Se desarrollaron nuevas técnicas de fabricación como la nanolitografía, la deposición de la capa atómica.
Ventajas y desventajas
El desarrollo de este campo ha contribuido a la evolución de varias ciencias nuevas. Utilizando la nanotecnología, las propiedades de los materiales se pueden manipular según nuestra necesidad. Los materiales se pueden hacer más duraderos, estables, más fuertes, más livianos, más reactivos, mejores conductores eléctricos, etc.
Las desventajas de la nanotecnología son similares a las que normalmente ocurren con el desarrollo de nuevas tecnologías. El efecto de la nanotecnología sobre las condiciones ambientales es el más temido. El impacto de esta tecnología en la economía global también es motivo de preocupación.
La investigación futura en este campo implica el desarrollo de nanorobótica y sus aplicaciones en medicamentos. Se proponen nuevos dispositivos de nanofabricación para futuras aplicaciones comerciales. Se están proponiendo nanomáquinas que ayudarán en el desarrollo de nuevos nanomateriales y nanosistemas. Se están desarrollando materias cuyas propiedades pueden ser fácilmente reversibles y controladas externamente. Con esta tecnología se han acuñado nuevos términos como biotecnología y tecnología Femto. ¿Cuáles son los dos enfoques utilizados en la fabricación de nanomateriales?
