Avances tecnológicos que cambiarán el mundo (Technology Review MIT): nuevas tecnologías del siglo XXI

Lo novedoso en la ciencia actual: los más recientes progresos de la Ciencia y Tecnología aplicadas
Estamos en la sociedad del conocimiento y algunos grandes avances, nuevos inventos y descubrimientos progresarán exponencialmente. Las universidades más prestigiosas como el MIT (Technology Review) ya identifican "lo último" y más nuevo en tecnología e investigación.

La biología (biotecnología), nanotecnología e infotecnología tienen y tendrán un protagonismo importante en los últimos progresos y adelantos alcanzados. En pocos años, la innovación tecnológica puede hacer posible hasta una segunda revolución industrial con la construcción de nanomáquinas. Las presentamos las novedades científicas más importantes a nuestros usuarios, desde la mecatrónica a las redes de sensores.

Avances en nanotecnologia

Nanotubos de carbono para lograr una computación de alta eficiencia energética

Unos ingenieros de Stanford perfeccionan los nanotubos de carbono (CNT) para lograr una computación de alta eficiencia energética

De acuerdo con estos ingenieros, los circuitos basados en CNT podrían proporcionar una mejora de hasta diez veces en la eficiencia energética con respecto a los de silicio.

Cuando se mostraron los primeros transistores de nanotubos rudimentarios en 1998, los investigadores imaginaron una nueva era de dispositivos electrónicos informáticos avanzados y altamente eficientes. Sin embargo, esa promesa todavía no se ha hecho realidad debido a importantes imperfecciones en los materiales, inherentes a los nanotubos, que han llevado a los ingenieros a preguntarse si algún día los nanotubos de carbono resultarían viables.

Aunque ha habido logros importantes en los circuitos de CNT con el paso de los años, éstos se han producido sobre todo a nivel de nanotubos individuales. Continúa habiendo al menos dos grandes barreras para que los nanotubos de carbono se puedan aprovechar en tecnologías que tengan un impacto en la práctica:

• La alineación “perfecta” de los nanotubos ha resultado prácticamente imposible de lograr, introduciendo vías de conducción perjudiciales y fallos de funcionalidad en los circuitos.
• La presencia en los circuitos de CNT metálicos (frente a los deseables CNT semiconductores) conduce a cortocircuitos, fugas de energía excesivas y susceptibilidad al ruido. 

Hasta el momento, ninguna técnica de síntesis de CNT ha logrado producir exclusivamente nanotubos semiconductores. En los últimos años, un equipo de ingenieros de Stanford asumió el reto. Al darse cuenta de que la mejora de los procesos por sí sola nunca superará estas imperfecciones, los ingenieros lograron eludir las barreras con un paradigma de diseño único inmune a la imperfección para producir las primeras estructuras de lógica digital a escala de oblea completa a las que no le afectan los CNT desalineados y mal posicionados.

Además, resolvieron los problemas de los nanotubos de carbono metálicos con la invención de una técnica que elimina estos elementos indeseados de sus circuitos. A continuación, los ingenieros demostraron las posibilidades de sus técnicas creando los componentes esenciales de los sistemas digitales integrados: circuitos aritméticos y almacenamiento secuencial, así como los primeros circuitos integrados monolíticos tridimensionales con niveles extremos de integración.

Estos circuitos de nanotubos robustos de alta calidad son inmunes a los defectos de los materiales que han dejado perplejos a los investigadores durante más de una década, un difícil obstáculo que ha impedido una adopción más amplia de los circuitos de nanotubos en el sector.

El avance representa un hito importante hacia los sistemas integrados a gran escala (VLSI, por sus siglas en inglés) basados en nanotubos. Además, el enfoque de diseño de Stanford no sacrifica prácticamente nada de la eficiencia energética de los nanotubos de carbono y es compatible con los métodos de fabricación y las infraestructuras existentes, impulsando a la tecnología a dar un paso importante hacia la comercialización, según señalaron los ingenieros. Fuente: Kurzweilei

Regulación de la Nanotecnología

Regulación de la nanotecnología

La primera mina de asbesto se abrió en Quebec en 1874. En los años 50, el asbesto (también conocido como amianto) fue ampliamente utilizado como aislante, material ignífugo y nieve artificial. Hoy en día, sabemos que las fibras de asbesto pueden introducirse en los pulmones y causar asbestosis, cáncer de pulmón y mesotelioma. Aunque las preocupaciones sobre la seguridad del asbesto surgieron alrededor de 1900, su uso no fue prohibido por completo hasta 1999.

Las tecnologías nuevas y emergentes (como la modificación genética, la biología sintética y la nanotecnología) ofrecen la posibilidad de un futuro más limpio, más sano y mejor. Sin embargo, los riesgos de estas tecnologías no se conocen. Se estima que hay más de 1.000 productos con nanotecnología que ya están en el mercado: desde pelotas de tenis a protectores solares o calcetines sin olores. ¿Mirarán las generaciones futuras hacia atrás a nuestra actual ola de innovación científica del mismo modo en que nosotros vemos la introducción del asbesto en el mercado?

A medida que las sustancias químicas se hacen más pequeñas, sus comportamientos y características pueden cambiar, y determinados nanomateriales poseen propiedades que no se encuentran en sus equivalentes a tamaño natural. La forma nanométrica del oro puede ser roja o azul; el platino es inerte a tamaño natural y, en cambio, actúa como catalizador a nanoescala; etc. Estas nuevas propiedades que poseen los nanomateriales pueden dar lugar a nuevas formas de riesgo.

Los riesgos potenciales de la nanotecnología son a la vez desconocidos e incognoscibles. Desconocidos porque hasta la fecha apenas se ha llevado a cabo una evaluación de los riesgos (menos del 2% del dinero invertido en la investigación relacionada con la nanotecnología se dedica al análisis de riesgos); e incognoscibles, porque los conocimientos científicos sobre la evaluación de productos químicos no ha seguido el ritmo de los conocimientos científicos en nanotecnología. En pocas palabras, actualmente no somos capaces de evaluar todas las propiedades inherentes de todos los nanomateriales.

Además, las iniciativas de regulación para controlar el uso de la nanotecnología han sido limitadas. Hay lagunas en los actuales marcos regulatorios que hacen que la nanotecnología no esté cubierta en su totalidad. Algunas de estas lagunas existen debido a una noción equivocada de que los nanomateriales son equivalentes a sus iguales a tamaño natural. Otras lagunas se deben a que la legislación se basa en umbrales o concentraciones. Dado que la nanotecnología es la tecnología de lo diminuto, utilizar umbrales de regulación implica que la mayoría de la nanotecnología va a estar por debajo del tonelaje correspondiente o los criterios de concentración y, por lo tanto, evitará la regulación.

A partir de 2013, el Reglamento de Cosméticos de la UE exige que cualquier cosmético que contenga nanomateriales lo indique en la etiqueta. Aunque la obligación es limitada: bastará con poner "(nano)" junto al ingrediente correspondiente en la lista de ingredientes. Sin embargo, el etiquetado de productos nano ha sido rechazado en otras jurisdicciones por su ineficacia. Basta con que nos preguntemos cuándo fue la última vez que examinamos la lista de ingredientes de un producto.

La regulación de la nanotecnología es difícil. Es necesario alcanzar un equilibrio entre sus beneficios y sus riesgos potenciales. También es muy importante el modo en que nosotros, como sociedad, hacemos frente a la incertidumbre, respondemos a la innovación científica y enmarcamos el debate sobre el riesgo y la regulación. Como vimos con el asbesto, podría marcar la diferencia entre la vida y la muerte. Fuente: The Guardian  

 

Capturar patógenos ocultos con nanopartículas

Utilizan la nanotecnología para capturar patógenos ocultos

Unos investigadores de la Universidad de Florida Central han desarrollado una técnica novedosa que podría proporcionar a los médicos una herramienta más rápida y más sensible para la detección de patógenos asociados con la enfermedad inflamatoria intestinal, incluida la enfermedad de Crohn.

La nueva técnica basada en nanopartículas también se puede utilizar para la detección de otros microbios que han desafiado a los científicos durante siglos debido a que se esconden profundamente en el tejido humano y son capaces de reprogramar las células para evadir con éxito al sistema inmunológico.

Los microbios reaparecen años más tarde y pueden causar problemas de salud graves, como se ha visto en casos de tuberculosis. Actualmente existen métodos de prueba para encontrar estos microbios ocultos, pero requieren mucho tiempo para completarse y, a menudo, retrasan la administración de un tratamiento eficaz durante semanas o incluso meses.

El Profesor Asociado de la UCF J. Manuel Pérez y el profesor Saleh Naser y su equipo de investigación han desarrollado un método que utiliza nanopartículas recubiertas con marcadores de ADN específicos para los patógenos escurridizos. La técnica es eficaz y más precisa que los métodos actuales, al detectar incluso pequeñas cantidades de un patógeno. Más importante aún, tarda horas en lugar de semanas o meses en ofrecer los resultados, pudiendo proporcionar a los médicos una herramienta más rápida para ayudar a los pacientes. El trabajo de investigación del grupo ha sido publicado recientemente en la revista PLoS ONE.