NANOTECNOLOGÍAS: ¿QUÉ SON?
UN AVANCE DE LA TECNOLOGÍA
PODRÍA REVOLUCIONAR MUCHOS MÉTODOS HASTA AHORA APLICADOS…
En principio, la nanociencia se dedica al estudio de las
propiedades de los objetos y fenómenos a escala nanométrica (un nanómetro es la
mil millonésima parte de un metro, o, si se prefiere, la millonésima parte de
un milímetro), mientras que la nanotecnología se ocuparía de la manipulación
“controlada” y producción de objetos materiales, instrumentos, estructuras y sistemas
a dicha escala. Sin embargo, la separación entre una ciencia pura que sólo
persigue un mejor conocimiento de lo inmensamente pequeño y lo que serían sus
aplicaciones tecnológicas no es ni mucho menos tan nítida como esa distinción
aparenta--y cada vez lo será menos--, debido a las transformaciones
experimentadas por la actividad científica durante estos últimos cincuenta
años. En realidad, nanociencia y nanotecnología constituyen un ejemplo perfecto
de estrecha interacción entre el conocimiento científico, especialmente el
suministrado por la física cuántica, y un conjunto de complejísimas
innovaciones tecnológicas, comenzando por los propios microscopios de última
generación que se emplean para el estudio de los objetos de ese tamaño. A
efectos de las consecuencias sociales de la investigación científica y
tecnológica, que es lo que nos preocupa aquí, podemos emplear la expresión (por
desgracia, carente de elegancia) “nanotecnociencia” para referirnos a la
investigación y desarrollo a escala nanométrica, independientemente de que sea
conducida por científicos, ingenieros o tecnólogos. De hecho, desde el punto de
vista de la política científica y del beneficio empresarial, la investigación
científica --la nanotecnología no es una excepción— se encuentra claramente
orientada a la consecución de conocimientos, habilidades y procedimientos que
redunden en productos de valor estratégico bien comercial, bien para la
seguridad del Estado: vigilancia, control, espionaje, “defensa”....
La propia expresión “nanotecnología”, que
significativamente es muchísimo más empleada que la de “nanociencia”, resulta
de por sí algo ambigua, tanto por la delimitación de la escala de trabajo
(usualmente se habla de una horquilla que va desde 0.1 a 100 nanómetros), como
por el tipo de tecnología que se incluye o queda excluida por la definición.
Respecto a la escala, y para hacernos una idea del tamaño al que se trabaja,
tengamos en cuenta que un nanómetro es unas diez mil veces más delgado que un
cabello humano. Otra comparación: en un nanómetro sólo caben diez átomos de
hidrógeno.
Como toda nueva aplicación tecnológica, la nanotecnología
no escapa a controversias sobre su función e impacto social. Según los
apologistas de la nanotecnología, como algunos voceros de la National Science
Foundation de los Estados Unidos, sus implicaciones serán ampliamente
benéficas. El proceso de la producción botton-
up eliminará el desperdicio de la producción, al mismo tiempo que la
producción a partir de los elementos químicos básicos volverá superflua la
dependencia de los recursos naturales, los que ya no serán demandados,
aliviando la depredación. La aplicación al área de la energía ya consigue
producir células fotovoltaicas experimentales más baratas y eficientes y
baterías con nano partículas que maximizan el almacenamiento de la energía. En
la medicina, se esperan robots micro-quirúrgicos, implante de sensores de alta
capacidad, prótesis de alto desempeño y nano-sistemas de distribución de las
drogas directamente a las células necesitadas. Mediante la bionanotecnología se
podrán crear seres vivos novedosos, capaces de cumplir tareas necesarias a los
procesos médicos o industriales. En la agricultura, nanosensores harán posible
reducir sustancialmente el riego y regular la distribución de nutrientes.
Muchas regiones del globo se verán beneficiadas por nanoproductos capaces de
potabilizar agua a costos muy bajos. En el área la comunicación, se prevén
computadores más rápidos y baratos (Roco y Bainbridge, 2001)
Por su parte, los críticos apuntan a una tecnología que
puede tener impactos negativos en la salud y el medio ambiente. Las primeras
investigaciones sobre los efectos de las nanopartículas en los organismos vivos
son preocupantes. Los impactos pueden recaer sobre los consumidores de productos
que contienen nanocomponentes, así como afectar la salud de los trabajadores de
las nanoindustrias y, si se escapan a la atmósfera, la de cualquier persona.
El
futuro ya está aquí: crean la primera pantalla de «nano píxeles»
JOSÉ
MANUEL NIEVES / MADRID
Día
23/07/2014 - 09.43h
LA TECNOLOGÍA PUESTA A
PUNTO POR EXPERTOS DE LA UNIVERSIDAD DE OXFORD PUEDE DIBUJAR IMÁGENES DE 70
MICROMETROS DE ANCHO, CADA UNA DE ELLAS MENOR QUE EL GROSOR DE UN CABELLO
HUMANO
OXFORD UNIVERSITY
Detalle
de la pantalla
El hallazgo de un grupo de investigadores de la
Universidad de Oxford acaba de hacer posible la creación de píxeles de apenas
unos cientos de nanómetros (un nanómetro es la mil millonésima parte de un
metro), lo que allana el camino para dispositivos con una resolución decenas de
veces superior a la actual y con un consumo de energía mínimo. El avance
permitirá la creación de pantallas flexibles de ultra alta definición que
podrán aplicarse a gafas inteligentes, retinas sintéticas y pantallas
plegables. El hallazgo se acaba de publicar en la revista «Nature».
Para conseguirlo, los investigadores exploraron el nexo
que existe entre las propiedades eléctricas y ópticas en los materiales que
admiten un cambio de fase (esto es, que pueden pasar de ser amorfos a un estado
cristalino). Y hallaron que comprimiendo, como si se tratara de un sandwich,
una fina capa de siete nanómetros de un material de cambio de fase (GST por sus
siglas en ingés) entre otras dos capas de electrodo transparente, es posible
usar la tenue corriente producida para «dibujar» imágenes en la capa intermedia
de GST.
En un primer momento, se crearon así imágenes fijas
usando un microscopio electrónico, pero el equipo ha conseguido demostrar que
estas «fichas comprimidas» de GST pueden transformarse fácilmente en
dispositivos análogos a los que trabajan con los píxeles convencionales. Estos
«nano-pixeles», de apenas 300 x 300 nanómetros, pueden ser activados y
desactivados eléctricamente, creando así los puntos de color que serían la base
de una tecnología de pantallas capaz de ofrecer una resolución desconocida
hasta el momento. El material de cambio de fase utilizado fue la aleación
Ge2Sb2Te5 (Germanio-Antimonio-Telurio o GST), comprimido entre dos capas de
electrodo hechas de óxido de indio.
«No estábamos tratando de inventar un nuevo tipo de
pantalla -explicaHarishBhaskaran, director de la investigación- . Solo
explorábamos las relaciones entre las propiedades eléctricas y ópticas de los
materiales de cambio de fase y fue entonces cuando tuvimos la idea de crear
este 'sandwich' hecho de capas de pocos nanómetros de grosor. Y hallamos que no
solo eramos capaces de crear imágenes en la capa intermedia de GST sino, para
nuestra sorpresa, esas finas capas nos ofrecían un contraste excepcional.
Descubrimos también que alterando el tamaño de la capa de electrodo inferior
(la parte de abajo del sandwich), podíamos, además, cambiar a voluntad los
colores de la imagen».
Aunque el trabajo está aún en sus fases iniciales, su
potencial es incuestionable. Tanto, que el euipo de Oxford ha patentado ya su
descubrimiento. «Dado que las capas de nuestro dispositivo pueden depositarse
en lonchas tan finas -explica Bhaskaran- pueden incorporarse a materiales
flexibles y muy delgados. Ya hemos demostrado que la técnica funciona en
materiales de cerca de 200 nanómetros de espesor. Y eso lo hace potencialmente
útil para las pantallas de gafas inteligentes, pantallas plegables, parabrisas
e incluso retinas sintéticas que imitan las propiedades fotoreceptoras de las
células del ojo humano».
Para PeimanHosseini, primer firmante del artículo de
«Nature», «Nuestros modelos son tan buenos que podemos afinar nuestros
'píxeles' experimentales para crear cualquier color que queramos, incluyendo
los colores primarios que se necesitan en cualquier pantalla. Una de las
ventajas de nuestra creación es que, a diferencia de las pantallas
convencionales de LCD, no es necesario refrescar constantemente todos los
píxeles, sino sólo aquellos que están cambiando (de forma que los píxeles
estáticos se quedan como estaban). Y eso significa que cualquier pantalla que
se base en esta tecnología tendrá un consumo energético extremadamente
bajo".
La investigación sugiere también que estas finísimas
pantallas, con espesores inferiores a los de una hoja de papel, tendrán también
la capacidad de pasar de un modo 'e-reader' de bajo consumo a otro capaz de
reproducir vídeo a unas resoluciones jamás alcanzadas hasta ahora. Tales
pantallas, además, pueden crearse a partir de materiales muy baratos y
abundantes y resultan muy económicas y fáciles de fabricar.
Los nano-pixeles
podrían redefinir el HD
16 de
julio, 2014 | Por Iván Aparicio.
Fuente:
Vr-Zone
¿Qué hay más allá del 4K o del 8K? ¿Existe aún más
definición que esa millonada de píxeles? Con el descubrimiento que han
realizado en la Universidad de Oxford, puede que el 4K acabe por resultarnos
arcaico, y eso que acaba de aparecer.
Los investigadores han descubierto algunas propiedades
eléctricas y ópticas en lo que han llamado materiales de cambio de fase, o materiales
capaces de cambiar entre los estados amorfo y cristalino. Resumidamente:
interponiendo capas de 7 nanómetros de estos materiales de cambio de fase entre
dos electrodos transparentes, se pueden crear patrones de imágenes como éstos:
Estas imágenes son mil veces más pequeñas que el grosor
de un pelo, siendo estos nano-píxeles un paso a tener en cuenta en futuras
resoluciones. Los investigadores comentan que con algunos ajustes, estos
nano-píxeles serían capaces de reproducir colores, lo que abre la puerta a la
creación de pantallas realmente enanas capaces de mostrar resoluciones 4K.
Más allá de las resoluciones y las pantallas, estos
nano-píxeles podrían usarse como receptores para la creación de pequeñas
retinas artificiales. E incluso su utilización sería viable para nuevas
tecnologías de vídeo. Con un descubrimiento tan reciente aún es pronto para
saber cuándo podríamos ver los nano-píxeles a gran escala, pero todo es
cuestión de tiempo.
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