Nanotecnología (página 2)

1.3. NANO

Una milésima parte de un
millón

II QUÍMICA
DEL CARBONO

2.1 CONCEPTO

El carbono está ampliamente
distribuido en la naturaleza
pese a no ser un elemento especialmente abundante. En la corteza
terrestre es el duodécimo elemento en orden de
abundancia, siendo la misma la milésima parte de la de
oxígeno y sólo vez y media mayor
que la del manganeso.

Sólo se conocen unas cincuenta mil sustancias en
cuya composición no interviene el carbono, y pasan de 2
millones el número de compuestos de carbono
conocidos.

Al final del siglo XVII, los científicos
dividían las sustancias naturales en tres
grupos
según su origen: sustancias
vegetales, sustancias animales
y sustancias minerales.

Al final del siglo XVIII y gracias a los trabajos de
Lavoisier, se llegó a la conclusión de que no
existían diferencias en cuanto a la naturaleza de 
sustancias animales y vegetales. A partir de entonces se
clasificaron las sustancias en dos grupos: las producidas por
seres vivos u orgánicas, y las que no procedían de
seres vivos o inorgánicas.

A principios del
siglo XIX, Berzelius aún creía en la existencia de
una razón básica que fuese responsable de las
marcadas diferencias que se encontraban entre los compuestos
orgánicos y los inorgánicos. La causa de las
diferencias se achacaba a la vis vitalis
(fuerza vital),
de misteriosa naturaleza y que sólo actuaba en los seres
vivos, por lo que los compuestos orgánicos no
podrían nunca prepararse artificialmente.

La derrota de la teoría
de la vis vitalis se atribuye a Friedrich Wöhler,
quien en 1828 sintetizó urea (sustancia
que se encuentra en la orina de los animales, siendo el principal
producto
nitrogenado del metabolismo de
las proteínas). La síntesis
tuvo lugar, sin intervención de organismos vivos,
según:

La síntesis efectuada por Kolbe en 1845
(síntesis del ácido acético) y la
de Berthelot (síntesis del metano), así
como otras que les siguieron, corroboraron las conclusiones de
Wöhler, determinando el definitivo y total rechazo de la
teoría de la fuerza vital.

Poco a poco fue diluyéndose en la mente de los
científicos la barrera entre Química
Orgánica y Química Inorgánica.
Sin embargo, se conservaron estos términos debido a
que:

• Todos los compuestos considerados como
  orgánicos contienen carbono.
• Los compuestos de carbono son mucho más
  numerosos que los compuestos conocidos del resto de los
  elementos.
• Los compuestos con un esqueleto carbonado no parecen
  ajustarse a las reglas de valencia a que se ajustan los
  compuestos minerales.
• Los compuestos orgánicos presentan propiedades
  generales muy distintas de las que presentan los compuestos
  minerales. Así, los compuestos orgánicos se
  descomponen con facilidad por la acción del calor, son
  combustibles en su gran mayoría, tienen puntos de
  fusión y ebullición bajos, de
  ordinario reaccionan con lentitud, etc.

2.2 FORMAS ALOTRÓPICAS

Todos los materiales de
carbón están compuestos de átomos de
carbono. Sin embargo, dependiendo de la
organización que presenten estos átomos de
carbono, los materiales de carbón pueden ser muy
diferentes unos de otros. Las estructuras a
las que dan lugar las diversas combinaciones de átomos de
carbono pueden llegar a ser muy numerosas. En consecuencia,
existen una gran variedad materiales de
carbón. 

Para intentar explicar las diferentes estructuras de los
carbones conviene empezar a una escala
atómica. Así, los átomos de carbono poseen
una estructura
electrónica 1s2 2s2
2p2 , lo que permite que los orbitales atómicos
de los átomos de carbono puedan presentar hibridaciones
del tipo: sp, sp2 y
sp3.  

 Cuando se combinan átomos de carbono con
hibridación sp dan lugar a cadenas de átomos, en
las que cada átomo de
carbono está unido a otro átomo de carbono por un
enlace tripe y a un segundo átomo de carbono por un enlace
sencillo. 

Cuando se combinan átomos de carbono con
hibridación sp2, cada átomo de
carbono se une a otros 3 en una estructura plana que da lugar a
la forma alotrópica del grafito. 

Los átomos de carbono forman un sistema de
anillos condensados que dan lugar a láminas paralelas
entre si. Los enlaces
químicos de las láminas son covalentes entre
orbitales híbridos sp2, mientras que los
enlaces entre las láminas son por fuerzas de Van der
Waals. Dependiendo del apilamiento de las láminas existen
dos formas alotrópicas diferentes: el grafito
hexagonal, que es la forma termodinámicamente estable
en la que la secuencia de apilamiento de las láminas es
ABAB; y el grafito romboédrico, que es una forma
termodinámicamente inestable, y mucho menos abundante, con
una secuencia de apilamiento ABCABC.

Estructuras del
grafito hexagonal (ABAB)   y del grafito
romboédrico(ABCA)

Hibridación sp3, forma alotrópica del
diamante. 

El diamante cúbico es la estructura más
habitual de esta forma alotrópica. Sin embargo, bajo
ciertas condiciones el carbono cristaliza como diamante hexagonal
o lonsdaleita (llamada así en honor a Kathleen Lonsdale),
una forma similar al diamante pero hexagonal. Esta forma inusual
del diamante se encontró por primera vez en 1967 en forma
de cristales microscópicos, asociados al diamante, en
restos del meteorito del Cañón del Diablo en
Arizona. Con posterioridad también se ha identificado esta
forma de diamante en otros meteoritos. Se cree que se forma
cuando en el momento del impacto de meteoritos que contienen
grafito contra la Tierra, de
forma que el calor y energía del impacto transforman el
grafito en diamante manteniendo en parte de la estructura
hexagonal del grafito.

Una forma alotrópica del carbono en la cual los
átomos de carbono presentan una hibridación
intermedia entre la sp2 y la sp3 es el
fullereno. Este tipo de hibridación hace posible que los
átomos de carbono puedan combinarse  formando
hexágonos y pentágonos en estructuras
tridimensionales cerradas. El fullereno más común
es el C60 (de 60 átomos de carbono) y es
similar a un balón de fútbol, aunque también
se han descrito otros fullerenos:
C76,…C100, etc. Los nanotubos de
carbono  prestan también estas hibridaciones
intermedias y pueden considerarse como láminas de grafito
enrolladas en forma de tubos. Los nanotubos pueden ser abiertos o
cerrados, en cuyo caso la estructura que cierra el nanotubo es
similar a la mitad de un fullereno. Los nanotubos también
pueden ser monocapa (de una sola capa) o multicapa (varias capas
concéntricas).

Diversas estructuras de
nanotubos de carbono

Carbones y sus diferentes
estructuras microscópicas

III
QUÍMICA DEL SILICIO

3.1 ESTRUCTURA QUÍMICA

Es un elemento semimetálico, el segundo elemento
más común en la Tierra
después del oxígeno. Su número atómico es
14 y pertenece al grupo 14 (o
IVA) de la
tabla
periódica. Fue aislado por primera vez de sus
compuestos en 1823 por el químico sueco Jöns Jakob
barón de Berzelius.

Propiedades y estado
natural

Se prepara en forma de polvo amorfo amarillo pardo o de
cristales negros-grisáceos. Se obtiene calentando
sílice, o dióxido de silicio (SiO2), con un agente
reductor, como carbono o magnesio, en un horno eléctrico.
El silicio cristalino tiene una dureza de 7, suficiente para
rayar al vidrio, de dureza
de 5 a 7. El silicio tiene un punto de fusión de
1.410 °C, un punto de ebullición de
2.355 °C y una densidad relativa
de 2,33. Su masa atómica es 28,086.

El silicio se disuelve en ácido
fluorhídrico formando el gas tetrafluoruro
de silicio, SiF4 (véase Flúor), y es atacado
por los ácidos
nítrico, clorhídrico y sulfúrico, aunque el
dióxido de silicio formado inhibe la reacción.
También se disuelve en hidróxido de sodio, formando
silicato de sodio y gas hidrógeno. A temperaturas ordinarias el
silicio es insensible al aire, pero a
temperaturas elevadas reacciona con el oxígeno formando
una capa de sílice que ya no reacciona más. A altas
temperaturas reacciona también con nitrógeno y
cloro formando nitruro de silicio y cloruro de silicio
respectivamente.

El silicio constituye un 28% de la corteza terrestre. No
existe en estado libre elemental, sino que se encuentra en forma
de dióxido de silicio y de silicatos complejos. Los
minerales que contienen silicio constituyen cerca del 40% de
todos los minerales comunes, incluyendo más del 90% de los
minerales que forman rocas
volcánicas. El mineral cuarzo, las variedades del cuarzo
(cornalina, crisoprasa, ónice, pedernal y jaspe) y los
minerales cristobalita y tridimita son las formas cristalinas del
silicio existentes en la naturaleza. El dióxido de silicio
es el componente principal de la arena. Los silicatos (en
concreto los
de aluminio,
calcio y magnesio) son los componentes principales de las
arcillas, el suelo y las
rocas, en forma de feldespatos, anfiboles, piroxenos, micas y
ceolitas, y de piedras semipreciosas como el olivino, granate,
zircón, topacio y turmalina

3.2 SILICIO EN LA MEMORIA

En 1959, Richard Feynman predijo que todas las palabras
escritas en la historia del mundo
podrían ser contenidas en un cubo de material cuyo lado
fuera una 2/100 parte de una pulgada, siempre y cuando dichas
palabras estuviesen escritas con átomos. Poco más
de 40 años después, científicos de la
University of Wisconsin-Madison han creado una memoria a escala
atómica utilizando átomos de silicio en vez de los
1s y 0s empleados por los ordenadores de hoy en día para
almacenar datos.

Se trata de un paso corto pero crucial hacia una memoria
a escala atómica práctica, donde los átomos
representarán los bits de información que a su vez forman las
palabras, imágenes y
códigos leídos por los ordenadores.

El trabajo,
encabezado por Franz Himpsel, es muy interesante. Aunque la memoria
creada por él y sus colegas se encuentra en dos
dimensiones, a diferencia del cubo pronosticado por Feynman,
proporciona una densidad de almacenamiento un
millón de veces mayor que la de un CD-ROM.

El átomo representa, de momento, el "muro"
infranqueable de la miniaturización tecnológica.
Parece un límite natural. Aunque divisible, es una unidad
fundamental de la naturaleza. Son las partículas
más pequeñas de un elemento químico: un
único grano de arena, por ejemplo, puede contener 10
billones de átomos.

La nueva memoria fue construida sobre una superficie de
silicio que automáticamente forma surcos dentro de los
cuales se alinean filas de átomos de silicio, descansando
como pelotas de tenis en un canalón. Utilizando un
microscopio
STM (scanning tunneling microscope), los científicos
levantaron átomos individuales de silicio con su punta,
creando espacios que representan los 0s del almacenamiento de
datos, mientras que los átomos que permanecen en su lugar
representan los 1s.

Como la memoria convencional, el dispositivo a escala
atómica puede ser inicializado, formateado, escrito y
leído a temperatura
ambiental. Para su fabricación no se empleó
litografía sino que se evaporó oro sobre una
pastilla de silicio, proporcionando una estructura de pistas
(surcos) muy precisa. Evaporando después silicio sobre la
oblea tratada, se pueden difundir los átomos a lo largo de
la estructura, donde se alinearán y permanecerán
dentro de las pistas como los huevos en una huevera. Los
átomos de silicio representarán los bits de
información.

La alineación es tan precisa que permite su
manipulación y extracción con el STM sin perturbar
a los átomos que no deben tocarse (de lo contrario
podrían formarse enlaces indeseados).

La tecnología
requerirá aún años, sino décadas,
para alcanzar el punto de madurez necesario para su uso
práctico. Las manipulaciones con el STM en una
situación de vacío son impedimentos que
deberán resolverse.

La densidad de memoria alcanzada es comparable a la
elegida por la naturaleza cuando almacena información en
las moléculas de ADN. La memoria
de silicio a escala atómica usa 20 átomos para
almacenar un bit de datos. El ADN utiliza 23
átomos.

IV TIPOS DE
NANOTECNOLOGÍA

4. 1 Nanotecnología
Húmeda

• Esta tecnología se basa en sistemas
  biológicos que existen en un entorno acuoso incluyendo
  material genético, membranas, encimas y otros
  componentes celulares.
• También se basan en organismos vivientes cuyas
  formas, funciones y
  evolución, son gobernados por las
  interacciones de estructuras de escalas
  nanométricas. 

4. 2 Nanotecnología Seca

• Es la tecnología que se dedica a la
  fabricación de estructuras en carbón, Silicio,
  materiales inorgánicos, metales y
  semiconductores.
• También está presente en la
  electrónica, magnetismo y
  dispositivos ópticos.
• Auto ensamblaje controlado por computadora.
• Es también confundida con la
  microminiaturización.

4.2 Nanotecnología Seca y
Humeda

• Las ultimas propuestas tienden a usar una
  combinación de la nanotecnología húmeda y
  la nanotecnología seca
• Una cadena de ADN se programa para
  forzar moléculas en áreas muy específicas
  dejando que uniones covalentes se formen sólo en
  áreas muy específicas.
• Las formas resultantes se pueden manipulas para
  permitir el control
  posicional y la fabricación de
  nanoestructuras.

4.3 Nanotecnología
computacional

• Con esta rama se puede trabajar en el modelado y
  simulación de estructuras complejas de
  escala nanométrica.
• Se puede manipular átomos utilizando los
  nanomanipuladores controlados por computadoras.

V NANODIAMANTES

El diamante, el material natural más duro y
resistente, se espera que con el uso de la nanotecnología
amplíe y mejore sus aplicaciones. Así los
nanodiamantes podrían conducir a la detención de
contaminantes bacterianos en agua y
alimentos; y a
producir nanodispositivos electrónicos, que como en el
caso de los nanotubos del carbón que están siendo
desarrollandos y estudiados, presenten mayores ventajas que los
actuales en silicio. Es decir, será posible hacer
diamantes o las películas de diamante en diferentes formas
y tamaños, asi como también mejorar su costo. La
nanotecnología ha permitido sintetizar películas de
nanodiamantes con las características físicas,
químicas y biológicas mejoradas para ser aplicado
en áreas tecnológicas muy diferentes.9-12 Estos
nanodiamantes crecidos en diversos substratos tienen una
capacidad particular para el estudio electroquímico
ofreciendo alta sensibilidad, buena precisión y alta
estabilidad en comparación con otros materiales como el
carbón vítreo y el platino.

Además de las características naturales
del diamante, tales como alta conductividad térmica, alta
dureza e inercia química
también presenta un amplio intervalo de potencial
electroquímico en medios acuosos
y no acuosos, capacitancia muy baja y estabilidad electroquímica extrema. Por otra parte, se
desarrollan nuevas superficies que permiten el fijar compuestos
como proteínas o moléculas más simples que
permitirán obtener mayor afinidad a líquidos
específicos para su estudio mejorando las propiedades
biológicas de dichos materiales. Mientras que todas estas
características promueven nuevas aplicaciones en campos
como el electroanálisis, otras incluyen el uso de estas
películas en la fabricación de los revestimientos
duros que poseen coeficiente friccional bajo y
características excelentes de desgaste,13 dispositivos
emisores de electrones11 y cubiertas resistentes a altos
impactos.14, 15 La nanocristalinidad de estas películas es
el resultado de un nuevo tipo de crecimiento y mecanismos de
nucleación, dando por resultado un nivel de
nucleación alrededor de 1,010 cm-2s-1; gracias al uso de
diversas técnicas
de deposición, por ejemplo, del plasma asistido por
microondas,
descarga a baja presión,
plasma inducido por laser, filamento
caliente y otras técnicas.6 Típicamente, la mezcla
gaseosa usada para la sintésis del diamante
microcristalino o nanocristalinos es formada de hidrógeno
y metano.1, 2 Sin
embargo, en el logro de nano-películas, se han utilizado
otras composiciones formadas de argón, hidrógeno y
metano16, 17 o de helio, hidrógeno y metano;9, 10
obteniendo nanodiamantes con características
específicas y con nuevas propiedades; como una mayor
conductividad eléctrica, conductividad térmica y
mayor área superficial potencialmente
utilizable.

Algunos ejemplos de nanodiamantes pueden ser
observados en las figuras 1, 2, 3 y 4; que son
fotos

Fig. 1. A) Foto de un soporte carbonoso
realizada mediante

microscopía electrónica de
barrido (conocido por sus

siglas en inglés,
SEM.

Fig. 2. B) Foto del soporte de carbono
con un depósito

de nanodiamantes realizada mediante
Microscopía

electrónica de barrido. El
depósito de nanodiamantes se

realizó con un nivel de drogado en
boro de 1018 partes

por cm-3. Reimpreso de Diamond &
Related Materials 14

(2005) 1673 – 1677, con permiso de
Elsevier.18

Fig. 3. Imágenes de
MicroscopÍa electrónica de barrido

del electrodo del diamante/soporte de
carbono con un

nivel de drogado con boro de 5000 ppm.
(a) Morfología;

(b) Sección representativa que
evidencia la fibra interna.

VI NANOTUBOS
DE CARBÓN

6.1 Definición

Los nanotubos de carbono se consideran una gran promesa
debido a sus propiedades mecánicas excepcionalmente
fuertes, su habilidad para transportar de modo eficaz altas
densidades de corriente
eléctrica, y otras propiedades eléctricas y
químicas.

Los nanotubos, que son aproximadamente 10.000 veces
más delgados que un cabello humano, pueden fabricarse casi
perfectamente rectos en cámaras especiales de plasma
gaseoso. Son las fibras más fuertes que se conocen. Un
solo nanotubo perfecto es de 10 a 100 veces más fuerte que
el acero por peso de
unidad y poseen propiedades eléctricas muy interesantes,
conduciendo la corriente eléctrica cientos de veces
más eficazmente que los tradicionales cables de
cobre

El grafito (sustancia utilizada en lápices) es
formado por átomos de carbono estructurados en forma de
panel. Estas capas tipo-panel se colocan una encima de otra. Una
sola capa de grafito es muy estable, fuerte y flexible. Dado que
una capa de grafito es tan estable sola, se adhiere de forma
débil a las capas al lado, Por esto se utiliza en
lápices – porque mientras se escribe, se caen
pequeñas escamas de grafito.

En fibras de carbono, las capas individuales de grafito
son mucho más grandes que en lápices, y forman una
estructura larga, ondulada y fina, tipo-espiral. Se pueden pegar
estas fibras una a otras y formar así una sustancia muy
fuerte, ligera (y cara) utilizada en aviones, raquetas de tenis,
bicicletas de carrera etc.

Pero existe otra forma de estructurar las capas que
produce un material más fuerte todavía, enrollando
la estructura tipo-panel para que forme un tubo de grafito. Este
tubo es un nanotubo de carbono.

Los nanotubos de carbono, además de ser
tremendamente resistentes, poseen propiedades eléctricas
interesantes. Una capa de grafito es un semi-metal. Esto quiere
decir que tiene propiedades intermedias entre semiconductores
(como la silicona en microchips de ordenador, cuando los
electrones se muevan con restricciones) y metales (como el
cobre
utilizado en cables cuando los electrones se mueven sin
restricción). Cuando se enrolla una capa de grafito en un
nanotubo, además de tener que alinearse los átomos
de carbono alrededor de la circunferencia del tubo,
también las funciones de onda estilo mecánica
cuántica de los electrones deben también
ajustarse. Este ajuste restringe las clases de función de
onda que puedan tener los electrones, lo que a su vez afecta el
movimiento de
éstos. Dependiendo de la forma exacta en la que se
enrolla, el nanotubo pueda ser un semiconductor o un
metal.

VII NANOMEDICINA

En la nanomedicina se han clasificado tres partes
principales para poder atender
a una persona: el
nanodiagnóstico, la liberación controlada de
fármacos y la medicina
regenerativa.

Nanodiagnostico.- El objetivo del
nanodiagnostico es de identificar la aparición de una
enfermedad en sus primeros estadios a nivel celular o molecular e
idealmente al nivel de una sólo célula.
Para posteriormente dar un buen tratamiento en base al
diagnostico que se le da.

Nanomateriales usados:

Nanobiosensores de reconocimiento celular
o molecular

Liberación controlada de fármacos.- El
objetivo de la liberación controlada de fármacos
como su nombre bien lo describe, es que una vez dada el
diagnostico al paciente, se le suministre el medicamento de tal
manera que este llegue a su destino y recién ahí
empiece a reaccionar con la zona tratada. Para esto se utiliza
tecnología para que en el transcurso del medicamento a
través del organismo no se desperdicie el fármaco.
Esto ayudara al paciente ya que se le suministrara menor cantidad
de drogas pero
que esto no influya en la eficacia del
mismo. Liberándose cuando este en la zona requerida y no
antes.

Nanomateriales usados:

Diferentes nanosistemas empleados
para la dosificación controlada de
fármacos

Medicina regenerativa.- El objetivo principal de esta
area es el de regenerar o reemplazar los tejidos u organos
afectados, órganos mediante la aplicación de
métodos
procedentes de terapia génica, terapia celular,
dosificación de sustancias bioregenerativas e ingeniería tisular.

Nanomateriales usados:

Crecimiento de células de
fibroblasto sobre un sustrato
nanoestructurado,

Pero estos no solo son los unicos materiales para una
terapia, ya que hay diversos nanomateriales que cada dia se
desarrolan, con el objetivo de darle a la humanidad una mejor
calidad de
vida.

7. 1 Nanotubos en terapia
genética

Gracias a los últimos avances científicos
en la medicina, se han logrado identificar muchos de los genes
relacionados con ciertas enfermedades, y actualmente
investigaciones utilizan estos nuevos
conocimientos para desarrollar nuevos tratamientos para dichas
enfermedades.

Se cree que se podría reemplazar genes
defectuosos o ausentes a través de la implantación
en células humanas desde el exterior del mismo tipo de
gen. Este proceso no
resulta sencillo porque, como el ADN no puede traspasar las
membranas células, se requiere la ayuda de un
transportador. Ejemplos de este tipo de transportador incluyen un
virus, un
lisosoma o péptido especial. Un equipo europeo de
investigadores ha desarrollado un nuevo método
para introducir el ADN en células de mamíferos a través de nanotubos de
carbón modificados.

Los nanotubos de carbón son estructuras diminutas
con forma de aguja y fabricados con átomos de
carbón.

Para utilizar nanotubos como transportador de genes, era
necesario modificarlos. El equipo de investigadores logró
enlazar al exterior de los nanotubos de carbón varias
cadenas hechas de átomos de carbón y oxígeno
cuyo lateral consiste en un grupo de aminos cargados
positivamente (– NH3+). Esta pequeña
alteración hace que los nanotubos sean solubles.
Además, los grupos cargados positivamente atraen a los
grupos de fosfatos cargados negativamente en el esqueleto del
ADN. Al utilizar estas fuerzas electrostáticas atractivas,
los científicos lograron fijar de forma sólida
plasmidos al exterior de de los nanotubos. Luego contactaron los
híbridos de nanotubo-ADN con su cultivo celular de
células de mamífero.

El resultado fue que los nanotubos de carbón,
junto con su cargamento de ADN, entraron dentro de la célula.
Imágenes de microscopio electrónico mostraron la
forma en la que los nanotubos penetraron la membrana
celular.

Los nanotubos no dañan a las células
porque, a diferencia de los anteriores sistemas de transporte
genética,
no desestabilizan la membrana al penetrarla. Una vez dentro de la
célula, los genes resultaron ser funcionales. El uso de
nanotubos de carbón como transportador no se
limitará al transplante de genes. Nuevos avances
científicos lograrán que sea posible el transporte
de medicamentos y el desarrollo de
otras nuevas técnicas médicas.

7. 2 Nanotubos en Medicina

Según los resultados de una investigación llevada a cabo por un equipo
de científicos de la Universidad de
California, la fuerza, flexibilidad y poco peso de
nanotubos de
carbón hace que podrían
servir como andamios capaces de suportar a los huesos y ayudar a
víctimas de osteoporosis y
huesos rotos.
Los científicos describen su descubrimiento en un
artículo publicado por la revista
Chemistry of Materials de la American Chemical Society. Los
resultados podrían suponer mayor flexibilidad y fuerza de
huesos artificiales y prótesis,
además de avances en el tratamiento de la enfermedad
osteoporosis.
Según el director de la revista, la investigación
es importante porque indica un posible camino para la
aplicación de nanotubos de carbón en el tratamiento
médico de huesos rotos.

Actualmente, las estructuras de hueso artificial se
fabrican utilizando una gran variedad de materiales, tales como
polímeros o fibras de péptido, pero tienen la
desventaja de carecer de fuerza y el riesgo de ser
rechazados por el cuerpo humano.
Sin embargo, los nanotubos de carbón son excepcionalmente
fuertes, y existe menos posibilidad de rechazo por su carácter orgánico.

El tejido óseo es un compuesto natural de fibras
de colágeno y hidroxiapatita cristalina, un mineral basado
en fosfato de calcio. Los investigadores han demostrado que los
nanotubos de carbón pueden imitar la función de
colágeno y actuar como un andamio para inducir el
crecimiento de cristales de hidroxiapatita. Al tratar los
nanotubos químicamente, es posible atraer iones de calcio
lo que fomenta el proceso de cristalización y mejora la
biocompatibilidad de los nanotubos al aumentar su
hidrosolubilidad.

7. 3 Nano-robots

7.3;a) Definición

Aunque todavía no se han fabricado nanorobots,
existen múltiples diseños de éstos, incluso
no pueden ser del todo robots es decir pueden hasta ser
modificaciones de células normales llamadas también
células artificiales. Las características que
éstos deben de cumplir, entre las que se pueden
mencionar:

7.3;b) Tamaño

Como el nombre lo indica, los nanorobots deben de tener
un tamaño sumamente pequeño, alrededor de 0.5-3
micras ( 1micra=1*10-6) más pequeños que los
hematíes (alrededor de 8 micras.

7.3;c)
Componentes

El tamaño de los engranes o los componentes que
podría tener el nanorobot seria de 1-100 nanómetros
(1nm=1*10-9) y los materiales variaría de diamante como
cubierta protectora, hasta elementos como nitrógeno,
hidrógeno, oxigeno,
fluoruro, silicón utilizados quizás para los
engranes

7.3;d) Nano-robots
inmunológicos

El sistema inmune de nuestro cuerpo es el encargado de
proporcionar defensas contra agentes extraños o nocivos
para nuestro cuerpo, pero como todos los sistemas éste
siempre no puede con todo. Entre estas deficiencias se encuentra
que muchas veces no responde (como es el caso con el SIDA) u tras
veces sobreresponde (en el caso de enfermedades
autoinmunitarias). Cabe decir que los nanorobots estarán
diseñados para no provocar una respuesta inmune,
quizás las medidas que tienen estos bastaran para no ser
detectados por el sistema inmune. La solución que ofrece
la nanomedicina es proporcionar dosis de nanorobots para una
enfermedad especifica y la subsecuente reparación de los
tejidos dañados, substituyendo en medida a las propias
defensas naturales del organismo.

7.3;e) Nano-robots en la piel

Parece que con billones de nanorobots que se implantan
en el cuerpo humano y que recopilan información del estado
de todo nuestro cuerpo, órganos, músculos, huesos,
corazón, etc. para disponer de mucha
información y poder hacer un análisis en tiempo real de
alto nivel.

Como nos citan en Xataka: "Para mostrar el
análisis, algunos de estos nanorobots se colocarían
sobre la mano o el antebrazo, a unas 200 o 300 micras por debajo
de la piel, y alimentándose a partir de la glucosa y el
oxígeno de nuestro propio cuerpo (menudos
parásitos) formarían un pequeño
rectángulo de unos 5×6 centímetros.
podrían lucir en diversos colores gracias a
una especie de diodos que
vendrían integrados con los nanorobots, pero cuando se
"apagasen" la piel volvería a lucir su color
normal."

VII. 3 Tratamiento contra el
cáncer

El equipo de Nanospectra ha logrado desarrollar
nanopartículas de cristal bañadas en oro capaces de
invadir un tumor y, cuando se calientan a través de un
sistema remoto, capaces de destruirlo.

La clave del alto grado de efectividad de este nuevo
avance se deriva de las dimensiones de las partículas. Las
nanopartículas tienen un diámetro de 150
nanómetros, que según el equipo de Nanoespectra, es
el tamaño ideal para que puedan atravesar los vasos
sanguíneos agujereados de un tumor. Esto podría
permitir que las partículas se acumulasen en el tumor
más que en otros tejidos. Cuando se dirigen rayos de
luz
infrarrojos a la localización del tumor, bien desde el
exterior, o bien a través de una sonda, las
partículas absorben la luz y se calientan. El resultado es
que los tumores se calientan más que los otros tejidos
alrededor, y se mueren.

En el primer estudio realizado por la empresa, los
tumores en ratones injertados con las nanopartículas
desaparecieron a los seis días después de
aplicarles el tratamiento de los rayos infrarrojos.

Aunque la aplicación de rayos infrarrojos de luz
ha sido utilizada en el campo de la medicina como una herramienta
para mostrar imágenes, este nuevo avance científico
supone la primera vez que se aplican rayos infrarrojos para
calentar a los tejidos.

En teoría, este nuevo avance tecnológico
podría ayudar a eliminar aquellos tumores que caracterizan
el
cáncer de pecho, próstata y pulmón. La
nanotecnología se sumaría así a otros
tratamientos contra los cánceres más convencionales
como la quimioterapia y la radioterapia. Y, según el
presidente de Nanospectra Donald Payne, este nuevo método
sería una "herramienta mucho menos tóxica para la
caja de herramientas
de los cirujanos".

VII. 4 Análisis o estudio de ADN por
"microarrays"

Un microarreglo de ADN (del inglés DNA
microarrays) es una superficie sólida a la cual se
unen una serie de fragmentos de ADN. Las superficies empleadas
para fijar el ADN son muy variables y
pueden ser vidrio, plástico e
incluso chips de silicio. Los arreglos de ADN son utilizados para
averiguar la expresión de genes, monitorizándose
los niveles de miles de ellos de forma simultanea.

La tecnología del microarreglo es un desarrollo
de una técnica muy usada en biología molecular
que es Southern Blot

. Con esta tecnología podemos observar de forma
casi instantánea la expresión de todos los genes
del genoma de un organismo. De tal forma que suelen ser
utilizados para identificar genes que producen ciertas
enfermedades mediante la comparación de los niveles de
expresión entre células sanas y células que
están desarrollando ciertos tipos de
enfermedades.

Los microarreglos son fabricados usando una gran
variedad de tecnologías. El gran desarrollo de esta
técnica ha llegado debido al uso de Robots que son los que
realizan el trabajo de
alinear cada uno de los genes en puntos que se separan unos de
otros por distancias microscópicas.

Los microarreglos de ADN se pueden usar para detectar
ARN, que pueden o no ser traducidas a proteínas. Los
científicos se refieren a esta clase de
análisis como "análisis de expresión". En
los cuales pueden ser analizados desde diez a miles de genes,
pero cada experimento de microarreglo debe llevar adjunto los
análisis genéticos en paralelo. Los microarreglos
han acelerado de todas formas muchas investigaciones.

El uso de microarreglos para estudiar la
expresión de diversos genes fue publicado en 1995, en la
prestigiosa revista científica Science y el primer
organismo eucariota con todo el genoma (Saccharomyces cerevisiae)
dispuesto en un microarreglo fue publicado en 1997 en la misma
revista.

Microarrays de dos canales

En este tipo de microarreglos (en inglés Spotted
microarrays) las pruebas son
oligonucleótidos, ADN copia (ADNc) o pequeños
fragmentos de PCR, que corresponden con ARN mensajero(ARNm). En
este tipo de microarreglo se hibrida el ADNc de dos condiciones
que son marcados, cada uno de esas condiciones con dos
fluoróforos diferentes. Las condiciones son mezcladas e
hibridadas en el mismo microarreglo. Una vez realizado este
primer paso se procede al escaneo del resultado y a la
visualización del mismo. De esta forma se pueden observar
genes que se activan o se reprimen en distintas condiciones. La
contrapartida de estos experimentos es
que no se pueden observar niveles absolutos en la
expresión.

Microarreglos de
oligonucleótidos

En los Microarreglos de oligonucleótidos o
micromarreglos de canal único, las pruebas son designadas
a partes de una secuencia conocida o un ARNm predicho. Estos
microarreglos dan estimaciones del nivel de expresión,
pero distintas condiciones no pueden ser observadas en una misma
matriz, por lo
que por cada condición se ha de utilizar un
chip.

Microarreglos para
Genotipificación

Los microarreglos de ADN pueden ser utilizados para
"leer" las secuencias de un genoma particular en determinadas
posiciones.

Los SNP microarrys con un tipo particular de matrices que
son usadas para identificar variaciones individuales y a
través de poblaciones. Oligonucleótidos
pequeños son capaces de identificar polimorfismos de un
solo nucleótido (en inglés SNPs, single
nucleótido polymorphisms) que podrían ser los
responsables de variaciones genéticas dentro de una
población, la fuente de susceptibilidad a
distintas enfermedades genéticas e incluso a ciertos tipos
de cáncer. En general, la aplicación de estas
técnicas de genotipado son usadas con aplicaciones
forenses ya que son rápidas en descubrir o medir la
predisposición de enfermedades o incluso permitir el uso
de ciertos medicamentos para tratar ciertas enfermedades
según tu propio ADN. Los microarreglos de SNPs son
también utilizadas para identificación de
mutaciones somáticas en cáncer, sobre todo la
perdida de heterocigosis, la amplificación o la
delación de regiones de ADN en el genomio individual de
pacientes afectados, es decir la detección de aberraciones
cromosómicas.

VIII
NANOTECNOLOGÍA MOLECULAR Y SENSORES

La nanotecnología es la manipulación de
materiales a una escala molecular. Muchos científicos
utilizan hebras artificiales de ADN para lograrlo.
Technology Review publica que investigadores de la Universidad de
Dortmund han descubierto la forma de hacer que ADN pegue y separe
nanopartículas de oro a medida. Se podría aplicar
este método a sensores que detectan sustancias y
actividades biológicas en el laboratorio y
en el cuerpo humano. También se podría aplicar a
materiales programables cuyas propiedades se pueden cambiar al
añadir un trozo de ADN.

ADN consiste en cuatro bases químicas – adenina,
guanina, citosina y timina – unidas a un esqueleto de
fosfato-azúcar.
Las hebras de ADN se unen cuando las secuencias de bases se
aparean – adenina con timina y citosina con guanina. Con el nuevo
avance científico desarrollado por el equipo
alemán, es posible lograr que hebras artificiales cortas
de ADN formen estructuras, y luego se puede manipularlas para que
se peguen a otros materiales y a continuación, es posible
organizar estos otros materiales dentro de una estructura.
En esta investigación, los científicos utilizaron
dos secuencias de hebras sencillas de ADN que se pegan a una
nanopartícula de oro y una tercera hebra con tres
secciones. Las primeras dos secciones de la tercera hebra aparean
con cada una de las hebras de nanopartículas,
pegándolas para que las nanopartículas de oro que
llevan se posicionan cerca. Se puede separar las nanoparticulas
utilizando un tercer tipo de hebra ADN que es igual que la hebra
pegada de ADN. Esta hebra se adhiere primero a la tercera
sección, la que está libre, de la hebra adhesiva de
ADN y tira hasta que toda la hebra se despegaue.

IX
NANOTECNOLOGÍA BASADA EN ADN

La nanotecnología comprende básicamente un
conjunto de técnicas con aplicaciones potenciales en la
mayoría de los sectores industriales existentes en la
actualidad, y con el potencial de ayudar a crear nuevas industrias. Estas
técnicas comparten el objetivo de hacer cosas cada vez
más pequeñas, más pequeñas de hecho
que los límites
físicos establecidos en los microchips (100 nanometros, o
100 millonésimas de un milímetro) aunque más
grandes, naturalmente, que el átomo individual (0,1
nanometros). A menudo se distinguen dos enfoques: la
miniaturización de arriba a abajo de
microtecnologías y la construcción controlada de abajo a arriba
de materiales y dispositivos a partir de átomos y
moléculas individuales.

La nanotecnología puede utilizarse para
investigación en ciencia de los
materiales, física,
química, biología y medicina. Además, a
veces se considera como una opción futura para el
desarrollo, o incluso en ciertos casos ya en uso, en I&D en
materiales y producción industrial (tecnología de
ultra precisión), catálisis, electrónica,
productos
farmacéuticos (fármacos inteligentes),
tecnologías biomédicas, (órganos
artificiales), energía (nuevos materiales fotovoltaicos,
baterías) y detección ambiental. Algunos productos
están ya o van a estar próximamente en el mercado. Estos
productos son principalmente nuevos materiales nanoestructurados
e instrumentos y técnicas para su fabricación. Los
ejemplos incluyen láseres en reproductores de CD, espejos y
lentes de alta calidad e incluso
lápices de labios

Lograr dirigir el movimiento atómico dentro de la
molécula de ADN  permite generar
sistemáticamente cada molécula al menos dos
estados, cada uno puede representar, ora 0, ora 1.
Esta fue la hipótesis de la que se partió y los
éxitos aunque modestos de apariencia han sido
rotundos.

Esa tesis permitió organizar computadoras que
ofrecen reducciones del tamaño de los equipos porque son
intrínsecamente pequeños: una milésima del
tamaño de los transistores del
semiconductor utilizados hoy como puertas cuyo diámetro
ronda la micra, o sea, una millonésima de metro. De hecho,
un ordenador biomolecular podría ser la
quincuagésima parte (cincuenta veces menor) de un
ordenador actual de semiconductores que contuviera similar
número de elementos lógicos.

La reducción del tamaño de las puertas
desemboca en dispositivos más veloces; los ordenadores de
base proteínica podrán, operar a velocidades mil
veces mayores que los ordenadores modernos. Hasta ahora, nadie
propone un ordenador puramente molecular. Es mucho más
probable, al menos en un futuro cercano, que se utilice una
tecnología híbrida, que combine moléculas y
semiconductores. Tal proceder debería proporcionar
ordenadores cincuenta veces menores que los actuales y
centuplicar su velocidad.

Las moléculas biológicas confieren
así el control necesario para crear puertas que funcionen
de acuerdo con los requerimientos de una aplicación.
Parece razonable pronosticar que la técnica
híbrida, que conjuga microcircuitos semiconductores y
moléculas biológicas, pasará bastante pronto
del dominio de la
fantasía científica a las aplicaciones comerciales.
La pantallas de cristal líquido ofrecen un
espléndido ejemplo del sistema híbrido que ha
triunfado. Casi todos los ordenadores portátiles de
nuestros días se basan en pantallas de cristal
líquido, que combinan dispositivos semiconductores con
moléculas orgánicas para controlar la intensidad de
la imagen en la
pantalla. Son varias las moléculas biológicas que
se podrían utilizar con vistas a su utilización en
componentes informáticos, pero de todas ellas, es una
proteína bacteriana, la bacteriorrodopsina la que suscita
mayor interés.

9. 1 Material de construcción

En el año de 1980, nació la idea de
utilizar las moléculas de ADN como material de
construcción a nanoescala. La idea se basa en utilizar
variantes estables de intermediaros bifurcados de la
recombinación genética (Cruces de Holliday), como
elementos básicos para materiales a nanoescala. Al
combinar estas moléculas bifurcadas con extremos
cohesivos, se pueden producir redes periódicas que
puedan actuar como anfitrionas hacia macromoléculas
huéspedes en experientos cristalográficos
macromoleculares. La idea básica ha sido expuesta por casi
un cuarto de siglo, sin embargo, aún esta en su infancia.

9.1 a) Extremos Cohesivos (Sticky
Ends)

El origen de los extremos cohesivos se remonta a inicios
de los años 70, cuando las técnicas de
manipulación genética in vitro fueron realizadas
inicialmente apilando moléculas de ADN con estos extremos
cohesivos.

Un extremo cohesivo es una corta hebra de ADN que existe
como una pequeña protuberancia al final de una
molécula de doble hélice de ADN.

La ventaja de los extremos cohesivos es que dos
moléculas de ADN con extremos cohesivos complementarios
(es decir, sus. extremos cohesivos poseen el arreglo
complementario de bases de nucleótidos adenina, citosina,
guanina y tirosina) se unen para formar una molécula de
ADN más compleja.

Los extremos cohesivos son sin duda el mejor ejemplo de
reconocimiento molecular programable: hay significativamente, una
gran variedad de extremos cohesivos, y el producto formado debido
a la cohesión es siempre la clásica doble
hélice del ADN.

Además, la conveniencia de la síntesis de
ADN basado en soportes sólidos hace n mas facil programar
diversas secuencias de extremos cohesivos en las hebras de
ADN.

Por lo tanto, los extremos cohesivos ofrecen un
predecible y controlado asociamiento intermolecular con una
geometría impredecible con el punto de
cohesión. Posiblemente se puede obtener afinidades
similares entre las interacciones antigeno- anticuerpo, pero en
contraste con los extremos cohesivos de ADN, la
orientación tridimensional de las interacciones Antigeno-
anticuerpo no van a ser predecibles entre cada par. Es decir,
cada interacción Antigeno- anticuerpo e va a
comportar de diferente manera, siendo casi imposible predecir una
geometría determinada que englobe dicha
interacción.

Los ácidos nucleicos parecen ser únicos en
estas propiedades, ofreciendo un sistema programable y diverso,
con un remarcable control sobre las interacciones
intermoleculares.

A pesar de que los extremos cohesivos resultaron una
gran alternativa para definir por primera vez a la programación molecular, las
moléculas de ADN aun carecían de una propiedad
importante para ser utilizadas como material de
construcción a nanoescala. Y es que formando
moléculas de ADN lineales. Pero para producir materiales
interesantes a partir de ADN, la síntesis era requerida en
múltiples dimensiones, para este puposito moléculas
bifurcadas de ADN eran requeridas.

9.1 b) El Cruce Holliday ( Holliday
juction)

Moléculas bifurcadas de ADN ocurren naturalmente
en sistemas vivos, como intermediarios efímeros formados
durante el proceso de recombinación celular. Este es un
fenómeno que ocurre en todos los organismos, desde
bacterias
hasta humanos. Hebras alienadas de ADN se rompen y entrecruzan
una a otra, formando estructuras llamadas "cruce de Holliday".
Este proceso lleva a la diversidad genética en
organismos.

9.1c) Formación de un Cruce de
Holliday

El cruce de holliday contiene cuatro hebras de ADN (cada
par de cromosomas
homólogos alineados esta compuesto de 2 hebras de ADN)
enlazadas entre ellas para formar un brazo de cuatro dobles
enlaces.

El punto de bifurcación en el cruce de holliday
puede reubicarse debido a la simetría de las secuencias.
En contraste, complejos sintéticos de ADN pueden
diseñarse para formar bifurcaciones que imiten el cruce de
holliday sin que este pueda poseer centros de
simetría

9.1d) Un Cruce bifurcado de Holliday
inmovilizado

El cruce d holliday esta compuesto de 4 hebras de ADN,
marcados con números árabes. El termino 3 de cada
molécula esta indicado por flechas.

Cada hebra esta enlazada con otras dos hebras para
formar brazos de doble hélice, los brazos están
enumerados con números romanos. Lo enlaces de hidrogeno de
los pares de bases que forman la doble hélice están
indicados por los puntos entre las bases. La secuencia de este
cruce ah sido optimizada para minimizar las simetrías y
las faltas de
pares complementarios. Debido a que no hay simetría C2
flanqueando el centro de bifurcación, este cruce no puede
sobrellevar reacciones de isomerización que permitan la
migración del punto de bifurcación.
La molécula ah sido diseñada para minimizar
secuencias simétrica; esto significa que todos los
segmentos de secuencias cortos son únicos. En la parte de
arriba del brazo 1, dos de los 52 tetrámeros en el
complejo están marcados, estos son CGCA y GCAA en la
esquina de la hebra 1, la secuencia CGTA esta marcada
también. Esta es una de las 12 secuencias en l complejo
que forman el cruce. El complemento de cada una de estas 12
secuencias no esta presente en el complejo, lo que no les va a
permitir formar doble hélices. Mientras que los otro
elementos tetrameritos si poseen sus complementos y forman los
brazos de doble hélice.

Cruce de Holliday
sintetizado

La síntesis de este complejo no va a permitir
poseer un cruce bifurcado de holliday inmóvil. Esta
síntesis es de gran importancia, ya que seria el
"bosquejo" de la molécula de ADN que buscamos para que
funcione como una unidad estructural de futuros compuestos en
escala manométrica.

Por lo tanto, la prescripción para usar el ADN
como elemento básico para la formación de
materiales mas complejos a una escala manométrica es
simple: tomar molécula sintéticas de ADN con
bifurcaciones y programarlas con extremos cohesivos, para
permitirán autoensamblaje a la estructura deseada, el cual
puede ser objeto cerrado a un medio cristalino.

9.2 AVANCES DE LA NANOTECNOLOGIA
BASADA EN ADN

Desde la idea originar de utilizar las moléculas
de ADN como base para la formación de elementos mas
complejos y de los estudios sobre los extremos cohesivos y el
cruce de holliday, se han creado elementos basados en esta
técnica, como el cubo hecho de ADN, los arreglos
cristalinos bidimensionales de ADN, y el primer dispositivo
manométrico.

9.2 a) Un Cubo hecho de ADN

El primer gran éxito
de la nanotecnologia basad en ADN fue la construcción de
una molécula de ADN con los ejes de sus hélices
conectados como los lados de una figura cúbica. Este
objeto consiste d seis hebras de ADN cíclicas, una para
cada cara del poliedro. Cada vértice del cubo consiste de
dos vueltas de la doble hélice.

9.2 b) Doble entrecruzamiento del ADN (DX-Double
Crossover)

La idea que siguió a la formación del cubo
basado en ADN, fue la construcción de arreglos
periódicos de ADN y aprovechar a los extremos cohesivos
para que puedan autoensamblarse. Sin embargo, los cruzamientos de
Holliday resultaron algo flexibles y muy inestables al momento de
producir arreglos en dos dimensiones, por lo tanto, se busco otro
motivo de ADN que tengo menor flexibilidad y mayor dureza. Este
nuevo motivo no estuvo muy lejano al ya conocido cruce de
holliday, mas bien, fue una estructura similar llamada doble
entrecruzamiento de holliday que también es análoga
a un intermediario formado durante la meiosis. Este
nuevo motivo molecular contiene do dobles hélices
conectadas una a otra en dos ocasiones a través de dos
puntos de entrecruzamiento.

9.2 c) Arreglo del doble entrecruzamiento del
ADN

En la parte superior del dibujo
mostrado se presentan a las dos moléculas de doble
entrecruzamiento A y B, que se muestran
esquemáticamente.

Arreglos con doble entrecruzamiento
del ADN

El carácter complementario entre sus extremos
cohesivos es representado por una complementariedad
geométrica. Las moléculas b contienen orquilla de
ADN que se proyectan fuera del plano de las hélices; estas
horquillas actúan como marcadores topográficos en
el microscopio de fuerza atómica que es el instrumento
donde se visualizan. Las dos moléculas son de
aproximadamente 4 nm de ancho, 16 nm de largo y 2 nm de espesor.
Cuando estas 2 moléculas son mezcladas en solución,
forman los arreglos bidimensionales que tienen varios micrones de
largo y cientos de nanometros de ancho. La filia que proyectan
las orquídeas aparecen como líneas blancas la ser
visualidades por AFM. Estas líneas están separadas
32 nm como era de esperarse, al haber una molécula A de 16
nm de largo entre dos moléculas de A de 16 nm de largo
entre dos molécula de B.

9.2 d) Triple entrecruzamiento del ADN (Triple
Crossover)

Además de la molécula de doble cruzamiento
de ADN, se sintetizó una molécula entrecruzada con
tres dobles hélices.

Triple entrecruzamiento de heras de
ADN

Esta molécula consiste de 4
oligonucleótidos hibridizados para formar tres dobles
hélices de ADN que se recuestan en el plano y que
permanecen unidas por intercambios de hebras en cuatro puntos
inmovibles de entrecruzamiento.

9.2 e) Arreglo del triple entrecruzamiento del ADN
(TX)

De la misma manera que para las moléculas de
doble entrecruzamiento, moléculas TX son también
robustas y pueden ser fácilmente usadas para el diseño
de arreglos cristalinos en dos dimensiones.

Arreglo con triple Entrecruzamiento
del ADN

Nuevamente, hacemos uso de los extremos cohesivos para
programar las uniones entre las moléculas. Una ventaja
importante de las moléculas de TX en comparación a
otros motivos de ADN, es q poseemos grandes espacios dentro del
arreglo cristalino, que nos va poder permitir llenarlas con otros
nanodispositivos o incluso permitir la incorporación de
componentes altamente estructurados y fuera del plano
bidimensional; es decir, un posible acercamiento a los tan
esperados arreglos en tres dimensiones.

Arreglo en ADN

9.2 f) Primer dispositivo nanomecánico
basado en ADN

La rigidez de las moléculas antiparelelas de
doble entrecruzamiento ha permitido usarlas como componentes de
dispositivos nanomecanicos basados en ADN. Este dispositivo
trabaja utilizando la transición B-Z de las
moléculas de doble hélice del ADN. Lo que se ha
logrado, es conectar dos moléculas de doble
entrecruzamiento (regiones rojas y azules) con un segmento puente
que contiene una región donde B-ADN se puede convertir en
Z-ADN. Este segmento convertible se muestra en el
dibujo con color amarillo.

X POTENCIALES DE
LA NANOTECNOLOGÍA

1. Potenciales aplicaciones médicas:
2. • Servir como un sistema auto inmune
     potenciado.
   • Buscar y destruir virus, colesterol, excesos de
     grasa, células cancerígenas y marcadores
     genéticos.
   • Eliminar la necesidad de
     cirugía.
   • Evitar el "sacrificio" de materia
     viva natural.
   • Borrar los procesos
     de envejecimiento
3. Potenciales aplicaciones militares:

• Dispositivos inteligentes demasiado pequeños
  para ser descubiertos
• Armas biológicas/químicas
  computarizadas
• Escudos de defensa activos
• Blancos seleccionados sin posibilidad de
  error

C. Potenciales aplicaciones
energéticas.

• Se usa aproximadamente una diezmilésima
  parte de la energía solar que llega a la
  Tierra.
• Se usa combustibles fósiles porque es
  más conveniente
• Distribución de energía a
  través de "canales" de energía.
• Colectores solares (en órbita alrededor de
  la Tierra) reemplazarán a los combustibles
  fósiles.

1. Potenciales aplicaciones espaciales.

• Máquinas moleculares y computadoras de
  tamaño subcelular.
• • Bases de lanzamiento de gran altitud (baja
    gravedad). 
• Vehículos y estaciones espaciales livianas y
  superresistentes.
• Naves con velas propulsoras posibilitarán
  los viajes
  interestelares (probablemente no para individuos pero
  sí para generaciones).

1. Potenciales aplicaciones
   ambientales.    

• Dietas "normales" sin matar
  animales.  
• Todas las máquinas podrían ser "libres de
  contaminación
  ambiental".  
• Materiales con estructura de diamante
  permitirán reemplazar a los actuales
  materiales.
• Nanomáquinas que obtengan su energía
  de la
  contaminación ambiental
• Reducir el uso de fuentes de
  energía, tradicionales, finitas y
  polusivas.

BIBLIOGRAFÍA

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• http://www.nanorobots.net/
• http://www.nanotecnologica.com/
• http://nextwave.universia.net/salidas-profesionales/nano/nano1.htm
• http://www.uned.es/cristamine/fichas/grafito/grafito.htm
• http://www.nanotechproject.org/
• http://es.wikipedia.org/wiki/Tabla_peri%C3%B3dica_de_los_elementos

Edwin Vidal López Ochoa

Fecha de nacimiento: 19 de octubre de 1989, Ica,
Perú.

Estudiante de la Universidad Inca Garcilaso de la
Vega.

25 junio del 2007

Lima – Perú