Existen cosas muy pequeñas en la naturaleza, por ejemplo, nuestro organismo descompone la comida en partículas de tamaño nanométrico durante el proceso digestivo a fin de aumentar nuestra capacidad de asimilación de los nutrientes.
El tamaño nanométrico se refiere a algo que está medido en nanómetros. Los nanómetros son una unidad de medida de longitud. Equivale a la billonésima parte de un metro. Para dimensionar lo pequeño que es un nanómetro, da click en la siguiente imagen y revisa el siguiente video. Luego regresa aquí para continuar.
El estudio de las nanopartículas no es nuevo. El concepto de “nanómetro” fue propuesto por primera vez por Richard Zsigmondy, el Premio Nobel de Química de 1925. La idea de manipular la materia a nivel atómico, la introdujo el Premio Richard Feynman en 1959, durante una reunión de la Sociedad Estadounidense de Física, en la que presentó una conferencia titulada “Hay mucho espacio en el fondo”. Con esta novedosa idea, surgió la nanotecnología moderna. Quince años después, Norio Taniguchi utiliza la “nanotecnología” para describir procesos de semiconductores que ocurrían en el orden de un nanómetro.
Foto de Uuganmn Wikimedia Commons
La época dorada del desarrollo de la nanotecnología se dió en la década de los 80s con el descubrimiento de los fullerenos por Kroto, Smalley y Curl y el desarrollo de nanotubos de carbono por el científico japonés, Iijima. A raíz de esto surge un especial interés en los campos emergentes de la nanociencia y la nanotecnología.
La nanociencia se encarga de estudiar las propiedades de los materiales, objetos y fenómenos a escala nanométrica. Gracias a los resultados de la nanociencia, es posible el desarrollo de la nanotecnología.
La Nanotecnología es una ciencia que sirve para crear nuevos materiales con formas, composición y tamaños específicos. Es decir que, utiliza los conocimientos de la nanociencia para producir diversos materiales a partir de nanopartículas. Por lo que es tecnología a escala nanométrica. Pero te preguntarás ¿qué es una nanopartícula? pues, es una única partícula de materia, cuyo tamaño oscila entre 1 y 100 nanómetros. Son tan pequeñas, que solo se pueden observar con instrumentos especiales como los microscopios de fuerza atómica o microscopios electrónicos.
Si se logra controlar el tamaño o la forma de las nanopartículas, entonces se pueden crear materiales con propiedades interesantes y comportamientos específicos que conforman los llamados nanomateriales. Ejemplos de estos son las nanofibras, los nanotubos, los fulerenos y el grafeno. Los nanomateriales se generan teniendo como base cualquiera de los elementos de la tabla periódica, pero el más comúnmente utilizado es el Carbono. Da click en la imágen que aparece aquí abajo y revisa más de lo que se conoce acerca de estos nanomateriales. Luego regresa aquí para continuar.
Un ejemplo de las aplicaciones de los nanomateriales es el uso de filtros con orificios de tamaño nanométrico para eliminar las partículas no deseadas del agua.
La nanotecnología también puede ser empleada para dar nuevas aplicaciones tecnológicas a los nanomateriales que ya existen en la naturaleza. Ejemplos de estos nanomateriales son: la ceniza volcánica, las moléculas de ADN, las proteínas de la leche o las partículas de hidratos de carbono de la cerveza o los pelos de las patas de los geckos que les permiten adherirse a las paredes.
Y entonces te preguntarás, ¿qué tienen de especial las nanopartículas? y ¿por qué tienen tantas aplicaciones? En primer lugar su diminuto tamaño y en segundo tienen una gran superficie, que hace que no se comporten de la misma manera que las partículas más grandes del mismo material, por lo que tienen nuevas propiedades ópticas, electrónicas, magnéticas o estructurales que afectan las reacciones físicas, químicas y biológicas de modo particular.
Un ejemplo de esto son las partículas de TiO2 que cuando son más grandes, son blancas y se usan como pigmento de este color, en alimentos o cosméticos. Sin embargo, por su tamaño nanométrico, las nanopartículas de TiO2 son invisibles al ojo humano, lo que las hace parecer transparentes y por ello son utilizadas en la producción de pantallas solares transparentes para absorber la radiación ultravioleta de la luz solar. Si quieres tener una idea de cómo se hace la síntesis de nanopartículas, da click en la imágen que aparece aquí abajo y revisa el siguiente video. Luego regresa aquí para continuar.
Una aplicación interesante de la nanotecnología en el área médica es el desarrollo de nanosensores que permiten transmitir información sobre nanopartículas al mundo macroscópico. También pueden ser utilizados como herramientas para otros nanoproductos.
Actividad H5P
Instrucción para el alumno: ¡Es el momento de revisar lo aprendido!