AVANCES DE LA NANOTECNOLOGIA
Empezaremos con definir que es la nanotecnologia.
La nanotecnología es un campo de las ciencias aplicadas dedicado al control y manipulación de la materia a una escala menor que un micrómetro, es decir, a nivel de átomos y moléculas (nanomateriales).
CREAN NANOPARTICULA BACTERICIDA QUE NO GENERA RESISTENCIA BACTERIANA
La resistencia bacteriana es la capacidad que tienen las bacterias de soportar los efectos de los antibióticos destinados a eliminarlas, esta resistencia se produce por selección natural, a través de mutaciones que son transferidas horizontalmente a otras bacterias por intercambio de plásmidos, la resistencia bacteriana es actualmente uno de los problemas mas graves de salud pública ya que en las últimas décadas la mayoría de especies patógenas han desarrollado resistencia a uno o mas antibióticos, en este contexto investigadores mexicanos, han desarrollado recientemente una nanopartícula capaz de eliminar microorganismos como bacterias, virus, hongos, a través de un mecanismo que destruye directamente las cadenas de ADN y ARN, por lo tanto impide que los microorganismos recopilen información de la funcionalidad de la nanopartícula y por ende no pueden generar resistencia, por otro lado no afecta al ADN de células humanas lo que lo hace seguro, actualmente estas nanopartículas se comercializan como parte de una nueva línea de productos desinfectantes basados en nanotecnología.
NANOMOTOR MAGNÉTICO EN SANGRE HUMANA
La idea de pequeños nanorobots viajando a través de fluidos biológicos como la sangre, es uno de los desafíos mas fascinantes de la nanotecnología, principalmente por sus potenciales aplicaciones en el área biomédica, en una investigación reciente, un grupo de investigadores indios, han logrado desarrollar por primera vez un nanomotor (Nanopropeller), capaz de viajar a través de sangre humana controlado magneticamente desde el exterior, investigaciones anteriores solo habían logrado propulsar un nanomotor en agua desionizada o suero, o bien en sangre, pero en presencia de Peróxido de Hidrógeno o hidrazina (utilizados como combustible) que resultan tóxicos para un ser vivo, este nanomotor es no invasivo y no requiere combustible, su diseño tiene forma de hélice construida a partir de SiO2 y recubierta por un material magnético (Ej: Fe, Co), estas hélices tuvieron que generar un empuje lo suficientemente grande para superar la fuerza de arrastre generada por las células sanguíneas.
CARGADOR ULTRA RÁPIDO PARA BATERÍA DE CELULAR BASADO EN NANOTECNOLOGIA
La Start-up StoreDot, del departamento de Nanotecnología de la Universidad de Tel Aviv Israel, ha presentado recientemente en la conferencia Think next de Microsoft, un prototipo revolucionario que promete cargar la batería de un celular en sólo segundos, este cargador esta basado en semiconductores construidos a partir de péptidos, estos últimos estructurados por aminoácidos que son las unidades constituyentes de las proteínas, en este prototipo, los péptidos se auto-ensamblan espontáneamente creando estructuras nanometricas llamadas puntos cuánticos que poseen interesantes propiedades piezo eléctricas, actualmente este prototipo tiene un tamaño de un cargador de Portátil, sin embargo, sus creadores están trabajando para reducir su tamaño, se espera su comercialización para el año 2016. A continuación un vídeo en donde se muestra la carga de una batería de un Smartphone Samsung Galaxy S4 desde 0 hasta 100% en solo 30 segundos
NANOROBOT TRANSPORTADOR CON COMPUERTA CONMUTABLE BASADO EN NANOTECNOLOGIA CON ADN
El ADN es la molécula portadora de la información genética, pero también puede ser utilizada en nanotecnología como un material de construcción (nanomaterial), para el diseño de nanoestructuras a la medida, este campo se conoce como Nanotecnología con ADN, y uno de los métodos principales, es el Origami con ADN, en éste método el ADN se pliega en 3D programadamente, para generar nanoestructuras de interés, que pueden tener múltiples aplicaciones tecnológicas, como por ejemplo, el diseño de nanorobots(nanobots).
En este contexto investigadores italianos en una publicación reciente, describen el diseño de un nanorobot, específicamente un nanocontenedor con un colgajo conmutable (puerta) que se abre o cierra, a través de un innovador mecanismo basado en hibridación de cadenas de ADN, previo a algún estímulo molecular programado, este estudio es importante, ya que podría tener aplicaciones en la liberación de drogas controlada, bajo alguna señal molecular determinada, esto seria útil por ejemplo en el Cáncer, para destruir en forma selectiva a células cancerosas, y así no dañar las sanas, a continuación un esquema del modelo de nanobot diseñado utilizando origami con ADN.
NANOSENSORES PARA LA DETECCIÓN DE BIOMARCADORES DE LA ENFERMEDAD DE PARKINSON
Enfermedad de Parkinson Es una enfermedad neurodegenerativa, causada por la destrucción de neuronas de la sustancia negra y que principalmente tiene como sintomas problemas en el movimiento, pero también se producen alteraciones cognitivas, emocionales y autónomas. Recientemente investigadores coreanos en una publicación en revista ACS Nano, detallan la fabricación de matrices de nanohilos de ZnO, sobre espuma de Grafeno en 3D, asociado a un electródo, para detectar selectivamente biomarcadores propios de la enfermedad, como Ácido úrico (UA), Dopamina (DA), y Ácido ascórbico (AA), por el método de voltametría de pulso diferencial, a partir del suero de pacientes con la enfermedad. Esta técnica es muy importante ya que posee una alta sensibilidad y selectividad, por lo que es posible cuantificar biomarcadores a partir de una gota de sangre. A continuación un esquema del electrodo de ZnO NWA/GF para la detección de los biomarcadores.
NANOCHIP DENTRO DE CÉLULAS VIVAS PARA MEDIR PRESIÓN INTRACELULAR
El estudio de células individuales, es de gran importancia en biomedicina, ya que existen muchos procesos y propiedades a nivel bioquímico, electroquímico, mecánico y térmico, que pueden ser seguidos en tiempo real, recientemente en una publicación en la revista Nature Nanotechnology, investigadores españoles han logrado por primera vez introducir un chip electrónico con sensores dentro de una célula viva, en este caso para medir la presión intracelular.
El diseño del chip intracelular comprende un sensor mecánico rodeado por 2 membranas separadas por un espacio vacío, estas membranas actúan como espejos de reflexión paralelos, que constituye un resonador de Fabry-Perot, de forma tal que la presión externa desvía las membranas y los cambios de intervalo que a su vez, modifican la intensidad de la luz reflejada en el centro de las membranas.
Es importante destacar que estos chips intracelulares no producen daños en las membranas celulares preservando la integridad de estas, manteniéndose las células sanas y viables capaces de funcionar normalmente. A continuación un vídeo en donde se muestra una célula con un chip intracelular en su interior, en donde se aprecia como ésta se divide en forma normal.
PROMETEDOR TRATAMIENTO PARA EL CÁNCER AL PULMÓN BASADO EN NANOTRANSPORTADORES INHALABLES
El cáncer pulmonar es la neoplasia con la mayor tasa de mortalidad a nivel mundial tanto en hombres como mujeres, por lo tanto el desarrollo de nuevos tratamientos a esta patología son muy relevantes, actualmente es tratado con cirugía y quimioterapia, sin embargo esta última al ser administrada indovenosamente tiene un impacto sobre todas las células del organismo, afectando de esta manera no solo a las células tumorales sino que también a las sanas, ocasionando una serie de efectos secundarios no deseables.
Recientemente investigadores de la Universidad de Oregon están desarrollando un nuevo sistema de liberación de fármacos anticancerígenos inhalables utilizando nanotransportadores basados en lípidos nanoestructurados, que en su interior se encuentran drogas quimioterapeuticas ademas de SiRNA (ARN de interferencia pequeño) que cumple la función de inhibir la expresión de genes involucrados en la resistencia a fámarcos anticancerígenos como lo son las bombas que bombean el fármaco hacia el exterior de la célula cancerosas.
Experimentos que se hicieron demostraron que el fármaco suministrado a los pulmones vía inhalación se elevó en un 83% en comparación con un 23% vía administración vía inyección endovenosa, aumentando de esta manera la eficacia del tratamiento, de esta forma existen buenas perspectivas de ser aplicado masivamente en la población en un futuro cercano
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En el nanomundo las cosas son increíblemente pequeñas, tanto, que los objetos más pequeños que conocemos son enormes a escala nano. Un nanómetro es un millón de veces más chico que el milímetro. Es el tamaño que resultaría de dividir un granito de sal 100 mil veces. Ese diminuto mundo está regido por las leyes de la mecánica cuántica y sólo puede ser observado a través de modernos microscopios electrónicos.
En Argentina, la nanotecnología es considerada un área estratégica para el desarrollo científico y productivo del país, y hay importantes capacidades difundidas entre diversas instituciones del sistema científico-tecnológico nacional, como la Comisión Nacional de Energía Atómica, el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, y el Centro Argentino-Brasilero de Nanociencia y Nanotecnlogía. A nivel local, el nanomundo es estudiado por diferentes grupos de investigación de la Universidad Nacional de Córdoba y otras instituciones.
Horacio Pastawski es un reconocido físico experto en mecánica cuántica, y trabaja en el Laboratorio Nacional de Investigaciones y Servicios en Resonancia Magnética en Sólidos que funciona en la Facultad de Matemática, Astronomía y Física de la UNC.
Junto a su grupo de investigación y a través de la Teoría Cuántica, intenta comprender las propiedades de transporte de los polímeros conductores de energía, un material utilizado en la producción comercial de televisores de pantallas ultraplanas, baterías y diversos aislantes, entre muchos otros productos que utulizamos en nuestra vida cotiodiana.
Los polímeros que estudia Pastawski son producidos en el Departamento de Físico Química de la Facultad de Ciencias Químicas de la UNC. Allí trabaja Rodrigo Iglesias, quien investiga cómo mejorar superficies nanoscópicas para que para que capten mayor cantidad de luz solar. Esas superficies son utilizadas luego para la fabricación de celdas solares de titanio, llamadas "de tercera generación", que transforman la luz solar en energía eléctrica.
Actualmente, las celdas solares que se comercializan son de silicio, que resultan muy costosas, poco eficientes y contaminantes. En cambio, los paneles solares de tercera generación, tendrían mayor eficiencia de conversión y serían mucho más accesibles y beneficiosas para el medio ambiente. Sin embargo, este tipo de sistema aún está en etapa de desarrollo.
BENEFICIOS DE LA NANOTECNOLOGIA
El uso de la Nanotecnología molecular (MNT) en los procesos de producción y fabricación podría resolver muchos del los problemas actuales. Por ejemplo:
•La escasez de agua es un problema serio y creciente. La mayor parte del consumo del agua se utiliza en los sistemas de producción y agricultura, algo que la fabricación de productos mediante la fabricación molecular podría transformar.
•Las enfermedades infecciosas causan problemas en muchas partes del mundo. Productos sencillos como tubos, filtros y redes de mosquitos podrían reducir este problema.
•La información y la comunicación son herramientas útiles, pero en muchos casos ni siquiera existen. Con la nanotecnología, los ordenadores serían extremadamente baratos.
•Muchos sitios todavía carecen de energía eléctrica. Pero la construcción eficiente y barata de estructuras ligeras y fuertes, equipos eléctricos y aparatos para almacener la energía permitirían el uso de energía termal solar como fuente primaria y abundante de energía.
•El desgaste medioambiental es un serio problema en todo el mundo. Nuevos productos tecnológocos permitirían que las personas viviesen con un impacto medioambiental mucho menor.
•Muchas zonas del mundo no pueden montar de forma rápida una infraestructura de fabricación a nivel de los países más desarrollados. La fabricación molecular puede ser auto-contenida y limpia: una sola caja o una sola maleta podría contener todo lo necesario para llevar a cabo la revolución industrial a nivel de pueblo.
• La nanotecnológica molecular podría fabricar equipos baratos y avanzados para la investigación médica y la sanidad, haciendo mucho mayor la disponibilidad de medicinas más avanzados.
Muchos problemas sociales se derivan de la pobreza material, los problemas sanitarios y de la ignorancia. La nanotecnología molecular podrían contribuir a reducir en grandes medidas a todos estos problemas y al sufrimiento humano asociado con ellos
webgrafia:
http://es.wikipedia.org/wiki/Nanotecnolog%C3%ADa
