Nanociencia

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Nanociencia
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Parte de una ciencia, que estudia los fenómenos observados en estructuras y sistemas extremadamente pequeños, mesurables en nanómetros.
Campo al que perteneceFísica, química y biología
Principales exponentesRichard Feynman(1918 - 1988)

Nanociencia. La nanociencia estudia los fenómenos y la manipulación de materiales en la nanoescala, donde las propiedades son muy diferentes a las que encontramos en la escala convencional[1].

Concepto

La nanociencia es el estudio de los sistemas cuyo tamaño es de unos pocos 10-100 nanómetros. Un nanómetros (nm) es 10-9 metros, alrededor de 10 átomos de hidrógeno. La nanociencia trata de comprender qué pasa a estas escalas y la nanotecnología busca manipularlo y controlarlo[2].
Nano es el prefijo para unidades que tienen una dimensión de 10-9[3].

Historia

Las referencias iniciales fueron presentadas en 1959 por el físico norteamericano Richard Feynman en una conferencia (ahora cita obligada) titulada: There's Plenty of Room at the Bottom, en la cual vislumbró la posibilidad de manipular materiales a escala atómica y molecular[4].

Se cuenta que el público asistente guardó silencio, puesto que el físico Feynman, quien poseía una inteligencia demoledora y era ya reconocido por sus relevantes aportes a la física teórica, expresó en la conferencia que nada en las leyes conocidas de la Física impedía que se pudiera escribir la Enciclopedia Británica en un punto bien pequeño, construir una maquinaria de tamaño molecular y herramientas de cirugía capaces de introducirse en el cuerpo del paciente y operar desde el interior de sus tejidos. A 50 años de su famosa frase “Hay mucho sitio al fondo”, refiriéndose al “Fondo” de las fronteras de la Física y aún en los primeros pasos de la nanotecnología, investigadores y expertos que estudian este tema consideran haber aprendido a manipular átomos individualmente. Según datos de la Sociedad Americana de Física se identifica en los primeros intentos y logros al físico californiano Donald Mark Eigler, con el uso de una versión mejorada del instrumento creado por Binnig (Premio Nobel de Física, 1986), cuando escribió con átomos de xenón sobre una superficie, las letras de la compañía IBM. Investigadores de la Sociedad Americana afirman que lo soñado por Feyman era exacto, pues no existe ley de la Física que impida hacer con átomos individuales estructuras artificiales. También plantean que no solo es posible lograr los ejemplos que aquel día planteó Feyman como el de la escritura de la Enciclopedia Británica en un punto diminuto, sino que hay muchos más y de gran valor conceptual.

La conferencia de Feynman está considerada como una de las más importantes y famosas de la historia de la física, que hoy cobra una vigencia no prevista en aquel entonces, por eso muchos científicos consideran que Richard Feynman marca de algún modo el nacimiento de la Nanotecnología. En 1981 en las afueras de Zurich, un joven físico alemán, GerdBinnig (Premio Nobel de Física 1985), consiguió hacer funcionar por primera vez un instrumento capaz de “ver” átomos. Lo llamó Microscopio de Efecto Túnel (STM), porque lo había construido aprovechando un efecto cuántico casi mágico: el efecto túnel, por el cuál era posible que al arrojar una pelota de tenis contra una pared una y otra vez, la pelota (de vez en cuando) atravesara la pared sin romperla como si, de repente, se hubiera abierto un “túnel” en la pared para dejar pasar la pelota. El STM era el instrumento necesario para abrir el sueño de Feynman y ver qué había dentro.[5].

Escala nanométrica con ejemplos

Feynman, lamentablemente participó en su juventud en el proyecto de creación de la Bomba Atómica, por lo cual es considerado uno de los padres de esta inventiva, dejó planteado en aquella conferencia sus primeros indicios en lo que hoy se conoce como nanotecnología, por lo que también puede definirse como uno de los primeros científicos que hablaron de este tema.

La nanotecnología y la nanociencia tuvieron un notable empuje a inicios de la década de 1980 con dos importantes desarrollos: el inicio de la ciencia de cúmulos (clusters) y la invención del microscopio de efecto tunel (STM, por sus siglas en inglés)[6]. .

Diferencias entre nanociencia y nanotecnología

La nanociencia es el estudio del fenómeno y la manipulación de la materia a escala nanométrica (0.1 a 100 nm), mientras que la nanotecnología se trata del diseño, caracterización, producción y aplicación de estructuras, dispositivos y sistemas[7].

Aplicaciones en las que se usa

  1. Biomedicina
  2. Microelectrónica
  3. Sensores
  4. Purificación ambiental
  5. Aeronaves
  6. Automóviles
  7. Textiles
  8. Cosméticos

Referencias

Fuentes