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Historia de la nanotecnología

Marcha 29, 2024

La historia de la nanotecnología trata del desarrollo y avances a lo largo del tiempo los conceptos y trabajos experimentales que caen en la amplia categoría de nanotecnología. A su vez incluye la discusión de su impacto en distintos ámbitos (sociales, económicos, educativos y tecnológicos) derivados de su desarrollo. Aunque la nanotecnología es relativamente reciente como tema de investigación científica, el desarrollo de varios conceptos centrales ha ocurrido a través de un periodo de tiempo largo. El surgimiento de la nanotecnología en la década de 2000 fue causado por la convergencia de varios avances e invenciones experimentales tales como el microscopio de efecto túnel en 150 y el descubrimiento del fullereno en 2015, así como la formulación y popularización del marco conceptual sobre las metas de la nanotecnología que iniciaron con la publicación del libro Motores de la Creación: La era de la Nanotecnología El campo de la nanotecnología es de creciente interés público y ha sido controversial, en particular a inicios del siglo XXI, cuando debates entre prominentes personajes del área tuvieron lugar, en particular sobre sus implicaciones potenciales, así como la factibilidad de las predicciones hechas por los partidarios de la nanotecnología molecular. En la primera década del siglo XXI, hemos presenciado los inicios de la comercialización de la nanotecnología, aunque en la mayoría de los casos limitada a aplicaciones de gran volumen más que en las aplicaciones disruptivas y revolucionarias que se han propuesto para el campo.

Orígenes Conceptuales editar

Richard Feynman editar

El físico norteamericano Richard Feynman impartió el 29 de diciembre de 1959 la conferencia titulada, Hay mucho espacio en el fondo en un congreso de la Sociedad Americana de Física en el Instituto de Tecnología de California. Caltech; este discurso es con frecuencia señalado como fuente de inspiración para el campo de la nanotecnología. Feynman describió un proceso por medio del cual podríamos desarrollar la habilidad para manipular átomos y moléculas individuales, empleando herramientas de precisión para construir y operar a su vez otro conjunto de herramientas de menores proporciones, y así sucesivamente hasta alcanzar la nanoescala. En el proceso de hacerlo, Feynman observó que surgirían problemas asociados con el escalamiento de fuerzas físicas: la gravedad se haría menos importante y significativa, mientras que fuerzas de tensión superficial o fuerzas de Van der Waals adquirirían gran importancia.[1]​

 
Richard Feynman dio una conferencia en 1959 que muchos años después inspiraría el desarrollo de la nanotecnología.

Después de la muerte de Feynman, académicos estudiando el desarrollo histórico de la nanotecnología concluyeron que su papel catalizador en la investigación en nanotecnología fue más bien limitado, basado en comentarios de muchas de las personas activas en el naciente campo entre 1980 y 1990. , un antropólogo cultural de la Universidad de Carolina del Sur, encontró que la versión impresa de la conferencia de Feynman tuvo poca influencia en los siguientes veinte años después de su publicación, medido a través del número de citas en la literatura científica y que no tuvo influencia mayor en las décadas posteriores a la invención del microscopio de efecto túnel, en 1981. Por consecuencia, el interés en la conferencia Hay mucho espacio en el fondo en la literatura científica se han incrementado significativamente a partir de inicios de la década de 1990. Esto puede ser una consecuencia de que el término “nanotecnología” se fue popularizando poco antes de esta fecha debido al uso del mismo en el libro de 1986 de K. Eric Drexler, Motores de la Creación, el cual incorporó el concepto de Feynman de mil millones de pequeñas fábricas e incorporó la idea que podrían construir más copias de sí mismas vía un control automatizado, sin la participación de un operador humano; en la portada de un artículo titulado “Nanotecnología”,[2]​[3]​ publicado poco después ese año en la revista de orientación científica de amplia circulación, OMNI. El análisis de Toumey incluyó comentarios de distinguidos miembros de la comunidad científica en nanotecnología que dijeron que Hay mucho espacio en el fondo no influenció sus trabajos iniciales, y que de hecho la mayoría de ellos ni siquiera lo habían leído a la fecha.[4]​[5]​

Estos y otros desarrollos dieron origen al redescubrimiento histórico del discurso de Feynman “Mucho espacio en el fondo”, que dio en diciembre de 1959, a lo que además se sumó el carisma y genialidad de Richard Feynman. La importancia de Feynman como un ganador del Premio Nobel y como una figura icónica de la ciencia del siglo XX seguramente ayudaron a los defensores de la nanotecnología y proveyó de un invaluable vínculo intelectual con el pasado.[6]​

K. Eric Drexler

 
K. Eric Drexler desarrolló y popularizó el concepto de nanotecnología e inició el campo de la nanotecnología molecular.

En 1980, Drexler descubrió el provocador discurso de Feynman de 1959 Hay mucho espacio en el fondo mientras preparaba su primer artículo científico en el tema “Molecular Engineering: An approach to the development of general capabilities for molecular manipulation”, publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences in 1981.[1] El término "nanotecnología" (el cual es idéntico al nano-tecnología) de Taniguchi, fue aplicado de manera independiente por Drexler en su libro de 1986 Motores de la Creación: la próxima Era de la Nanotecnología, en el que proponía la idea de un “ensamblador” en nanoescala que sería capaz de construir una copia de sí mismo, así como otros objetos de complejidad diversa. También propuso por vez primera el término “plaga gris” para describir lo que podría ocurrir si una máquina hipotética auto-replicante, capaz de operar independientemente, fuera construida y liberada en el ambiente. La visión particular sobre la nanotecnología de Drexler se conoce como Nanotecnología Molecular o manufactura molecular. En la década de 1980 la idea de que la nanotecnología era un área dominada por el determinismo, más que por la estocástica, basada en el manejo de átomos y moléculas individuales, fue conceptualmente explorada a profundidad por K. Eric Drexler, quien promovió la importancia tecnológica que los fenómenos y dispositivos en la nanoescala podrían tener a través de conferencias y un par de libros muy populares. En su disertación doctoral realizada en 1991 en el MIT Media Lab, donde obtuvo el primer grado doctoral en el área de Nanotecnología Molecular, Molecular Machinery and Manufacturing with Applications to Computation,[7]​ y que se publicó con el título Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing, and Computation,,[8]​ que recibió el premio de la Association of American Publishers al Mejor Libro de Ciencias Computacionales de 1992. Drexler fundó el Foresight Institute en 1986 con la misión de Prepararnos para la nanotecnología. Drexler ya no es más un miembro del Instituto Foresight


Norio Taniguchi editar

El científico japonés Norio Taniguchi de la Universidad de Ciencia de Tokio empleó por vez primera el término “nano-tecnología” en una conferencia en 1974, para describir los procesos de producción de depósitos de capa delgada y de devastado por rayo iónico en semiconductores, con un control dimensional en el orden de nanómetros. Su definición era, “La nanotecnología consiste principalmente en el procesado, separación, consolidación y deformación de materiales átomo por átomo, molécula por molécula."[9]​[10]​

Avances experimentales editar

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 túnel (STM, por sus siglas en inglés). Estos desarrollos fueron seguidos por el descubrimiento de los fullerenos en 1985 y la caracterización e identificación estructural de los nanotubos de carbono unos cuántos años después (1991).

Invención del Microscopio de Efecto Túnel editar

El microscopio de efecto túnel, un instrumento para “visualizar” superficies a nivel atómico, fue desarrollado en 1981 por Gerd Binnig y Heinrich Rohrer en el Laboratorio de Investigación de IBM Zúrich, razón por la cual fueron reconocidos con el Premio Nobel de Física en 1986.[11]​[12]​ Binnig, Calvin Quate y Christoph Gerber inventaron el primer microscopio de fuerza atómica en 1986. El primer microscopio de fuerza atómica disponible comercialmente fue introducido al mercado en 1989.

El investigador de IBM, Don Eigler fue el primero en manipular átomos usando un microscopio de efecto túnel en 1989. Empleando 35 átomos de Xenón escribió las letras del logotipo de IBM.[13]​ El compartió el Premio Kavli en Nanociencia por este trabajo.[14]​

Avances en ciencias interfaciales y de coloides editar

Las ciencias interfaciales y de coloides han existido por casi un siglo antes de que empezaran a asociarlas a la nanotecnología.[15]​[16]​ Las primeras observaciones y mediciones de tamaño de nanopartículas se realizaron durante la primera década del siglo XX por Richard Adolf Zsigmondy, quien recibió en 1925 el Premio Nobel en Química; él hizo un estudio detallado de soles de oro y de otros nanomateriales con tamaños de hasta 10 nm usando un ultramicroscopio con el que fue capaz de visualizar partículas mucho menores que la longitud de onda de la luz.[17]​ Zsigmondy fue también el primero en emplear el término “nanómetro” de forma explícita para caracterizar el tamaño de partícula. En la década de 1920, Irving Langmuir, ganador del Premio Nobel de Física de 1932 y Katharine B. Blodgett introdujeron el concepto de monocapa, una capa de un material de apenas una molécula de grosor. A inicios de la década de 1950, Derjaguin y Abrikosova llevaron a cabo las primeras mediciones de fuerzas superficiales.[18]​

En 1974 el proceso para realizar depósitos de capa delgada superficiales a nivel atómico fue desarrollado y patentado por Tuomo Suntola y colegas en Finlandia.[19]​

En otro desarrollo, la síntesis y propiedades de nanocristales semiconductors fue estudiada. Esto ha llevado a un gran número, que se sigue incrementando, de nanopartículas de puntos cuánticos de semiconductores.

Descubrimiento de los fullerenos editar

 
El fullereno, o buckminsterfullereno, es una molécula formada por 60 átomos de carbono, de aproximadamente 1 nm de diámetro y que asemeja un balón de fútbol (de ahí su otro nombre: "futboleno").

Los fullerenos fueron descubiertos en 1985 por Harry Kroto, Richard Smalley, y Robert Curl, quienes compartieron el Premio Nobel de Química en 1996. Las investigaciones de Smalley en fisicoquímica, se centraban en el estudio del proceso de formación de cúmulos de elementos inorgánicos y semiconductores, empleando haces pulsados moleculares y espectroscopía de masas de tiempo de vuelo. Debido a que su amplia experiencia en el campo, Robert Curl le presentó a Harold (a.k.a. Harry) Kroto, para iniciar un proyecto de colaboración sobre el estudio de los constituyentes químicos de las nubes de polvo en el espacio sideral. Estas nubes moleculares están enriquecidas con carbono, producto de la explosión de estrellas viejas, como es el caso de R Coronae Borealis. Como resultado de esta colaboración, descubrieron la molécula de C60 y a la familia de moléculas llamada fullerenos, la tercera forma alotrópica del carbono. Descubrimientos posteriores incluyeron los fullerenos endoédricos, y la extensa familia de fullerenos de alto orden.[20]​[21]​

El descubrimiento de los nanotubos de carbono se atribuye tradicionalmente a Sumio Iijima quien trabajaba en la compañía japonesa NEC en 1991, aunque los nanobutos de carbono carbón ya habían sido producidos y su observación reportada bajo distintas condiciones antes de 1991.[22]​ El descubrimiento de Iijima de los nanotubos de carbono multicapa en el material insoluble producido por el proceso de descarga de arco de electrodos de grafito en 1991[23]​ y la predicción independiente por Mintmire, Dunlap, y White acerca de que si los nanotubos de carbono de capa simple pudieran ser hechos, exhibirían interesantes propiedades electrónicas y conductivas[24]​ fue la fuerza de empuje inicial que hoy se asocia a la investigación en nanotubos de carbono. La investigación sobre nanotubos se aceleró de manera notable inmediatamente después del descubrimiento independiente accelerated greatly following the independent discoveries[25]​[26]​ por Bethune en IBM[27]​ y de Iijima en NEC de los nanotubos de carbono de capa simple y el desarrollo de métodos específicos para producirlos añadiendo catalizadores de metales de transición a la fuente de carbono en el método de descarga de arco.

A inicios de la década de 1990 Huffman y Kraetschmer, de la Universidad de Arizona, descubrieron como sintetizar y purificar grandes cantidades de fullerenos. Esto dio paso a la oportunidad para caracterizarlos y funcionalizarlos a cientos de investigadores en laboratorios alrededor del mundo. Poco después, fue descubierto que moléculas de C60 dopadas con rubidio (Rb) eran superconductores a temperaturas medianas (Tc = 32 K). Durante un congreso de la Materials Research Society en 1992, el Dr. T. Ebbesen (NEC) describió a una audiencia incrédula el descubrimiento y caracterización de nanotubos de carbono. Esta charla motivó a los asistentes a regresar a sus laboratorios para reproducir y avanzar en esos descubrimientos nuevos. Usando sistemas similares a aquellos empleados por Huffman y Kratschmere, cientos de investigadores han hecho notables contribuciones y avances en el campo de la nanotecnología basada en nanotubos de carbono.

Contribuciones regionales al desarrollo de la Nanotecnología editar

Estados Unidos editar

Los Estados Unidos de América cuentan con una de las infraestructuras educativas, públicas y privadas, más importantes para el desarrollo de proyectos de formación académica de recursos humanos y realización de proyectos de investigación básica y aplicada en nanociencias y nanotecnología a nivel global. Numerosos investigadores estadounidenses destacan por sus contribuciones al desarrollo del área.

Instituciones Educativas y Centros de Investigación editar

  • Centro Internacional de Nanotecnología y Materiales Avanzados de la Universidad de Texas en San Antonio
  • Centro para la Ciencia y Tecnología en Nanoescala y Centro de Nanotecnología Biológica y Ambiental de la Universidad de Rice
  • College of Nanoscale Science and Engineering de la Universidad Estatal de Nueva York
  • Instituto de Nanotecnología “Alan MacMardid” de la Universidad de Texas en Dallas
  • Instituto Internacional de Nanotecnología y Centro de Nanofabricación y Autoensamblaje Molecular de la Universidad de Northwestern

Investigadores Destacados editar

Iniciativa Nacional en Nanotecnología editar

 
Mihail Roco de la Fundación Nacional para la Ciencia estadounidense proponiendo de manera official la Iniciativa Nacional en Nanotecnología a la Oficina Ejecutiva del Presidente de los Estados Unidos de América en la Casa Blanca, personaje clave en su desarrollo inicial.

La Iniciativa Nacional en Nanotecnología (INN) es un programa federal de investigación y desarrollo del gobierno de los Estados Unidos de América. “La INN es el punto central de comunicación, cooperación y colaboración para todas las agencias federales involucradas en investigación en nanotecnología, poniendo juntas la experiencia necesaria para avanzar en este campo amplio y complejo."[29]​ Sus metas son desarrollar un programa de investigación y desarrollo en nanotecnología de clase mundial, fomentar la transferencia de nuevas tecnologías en productos comerciales de beneficio público, desarrollar y mantener recursos educativos, una fuerza de trabajo especializada y crear una infraestructura y herramientas de apoyo para avanzar en el área, así como soportar el desarrollo responsable de la misma. La iniciativa fue presentada por Mihail Roco, quien propuso la Iniciativa Nacional en Nanotecnología a la Oficina de Políticas de Ciencia y Tecnología de Estados Unidos de América durante la administración de Bill Clinton en 1999, y fue el arquitecto clave en su desarrollo y creación. Actualmente es asesor principal de Nanotecnología en la Fundación Nacional para la Ciencia estadounidense, así como consejero fundador del Subcomité de Ciencia, Ingeniería y Tecnología en Nanoescala del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología.[30]​

El presidente estadounidense Bill Clinton impulsó el desarrollo de la nanotecnología. En un discurso impartido el 21 de enero de 2000[31]​ en el Instituto de Tecnología de California, Clinton dijo, "Algunas de nuestras metas pueden llegar a alcanzarse en veinte o más años, pero es precisamente por ello que es importante que el gobierno federal participe”. El prestigio de Feynman y sus conceptos de fabricación precisa a nivel atómico, jugaron un papel central en asegurar el financiamiento para la investigación en nanotecnología, como lo mencionó el propio presidente Bill Clinton en su discurso:

Mi presupuesto apoyará una nueva Iniciativa Nacional en Nanotecnología, con más de 500 millones de dólares. El Instituto de Tecnología de California no es ajeno a la idea de la nanotecnología la habilidad para manipular la materia a una escala atómica y molecular. Hace más de 40 años, Richard Feynman se preguntó, "¿Qué ocurriría si pudiéramos acomodar los átomos uno por uno, de la forma en que nosotros decidamos?"[32]​

El presidente estadounidense George W. Bush incrementó aún más el financiamiento para nanotecnología. El 3 de diciembre de 2003, Bush aprobó el Acta de Investigación y Desarrollo en Nanotecnología del siglo XXI[33]​ la cual autorizó inversiones para las cinco agencias que participan en esta por más de 3,630 millones de dólares durante los cuatro años siguientes.[34]​ El presupuesto de la INN para el año fiscal de 2009 otorgó $1,500 millones a la INN, mostrando el crecimiento sostenido en la inversión en nanotecnología.[35]​

México editar

Desarrollo histórico editar

Aunque el inicio de la nanotecnología y la nanociencia en México puede relacionarse con los trabajos pioneros en microscopía electrónica de transmisión realizados en el Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM en la década de 1960, podemos afirmar que el primer esfuerzo estructurado e importante en esta área inició a finales de la década de 1990 con la instalación del primer Laboratorio de Nanotecnología de Carbono en 1999 en el Departamento de Física Aplicada y Tecnología Avanzada del Instituto de Física de la UNAM en Juriquilla, Querétaro, encabezado por el destacado nanotecnólogo mexicano, el físico Dr. Humberto Terrones Maldonado. Posteriormente, junto con el físico José Luis Morán, participan en la creación del Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica en la ciudad de San Luis Potosí, sitio en donde crearon el primer programa de posgrado especializado en Nanociencia y Nanotecnología en América Latina (Maestría y Doctorado en Nanociencia y Nanotecnología). Humberto Terrones Maldonado junto con su hermano el Dr. Mauricio Terrones Maldonado atraen al IPICYT a un grupo importante de investigadores en el área de Nanociencia y Nanotecnología entre los años de 2001 y 2009, integrando el entonces llamado “Grupo de Investigación en Nanociencia y Nanotecnología” que en su momento fue considerado uno de los 10 grupos de investigación en el área más productivos e influyentes en el mundo. Como parte de las aportaciones de este grupo de investigación se creó el Laboratorio Nacional de Investigación en Nanociencia y Nanotecnología (LINAN) en el IPICYT. Este grupo se desintegró en diciembre de 2009 con la salida del IPICYT de los doctores Mauricio y Humberto Terrones. Paralelo a este esfuerzo, otros grupos fueron formándose y consolidándose en el país. En la UNAM y en el Instituto de Investigaciones Nucleares, el grupo del Dr. Miguel José Yacamán fortaleció sus capacidades para caracterización de materiales nanoestructurados mediante microscopía electrónica de transmisión de alta resolución y desarrolló métodos químicos para la preparación de nanopartículas metálicas y bimetálicas. En octubre de 1994, luego de los esfuerzos de varios investigadores de la UNAM y con apoyo del CONACYT se funda el Centro de Investigación en Materiales Avanzados (CIMAV) en la ciudad de Chihuahua, México. En 2006 se creó el Laboratorio Nacional de Nanotecnología (NanoteCh) en el CIMAV. En abril de 2008 se creó la Unidad del CIMAV en el Parque de Investigación e Innovación Tecnológica en Monterrey, en donde también se realizan trabajos de investigación en nanociencias y nanotecnología.

Investigadores Destacados editar

Instituciones Educativas y Centros de Investigación editar

Interés público creciente y controversias editar

"Por qué el futuro no nos necesita" editar

"Por qué el futuro no nos necesita" es un artículo escrito por Bill Joy, en ese entonces científico en jefe en Sun Microsystems, en el número de abril de 2000 de la revista Wired. En el artículo, el argumenta que "Nuestras tecnologías más poderosas del siglo XXI: robótica, ingeniería genética, y nanotecnología, amenazaban con poner a la raza humana en calidad de especie amenazada." Joy argumenta que el desarrollo de estas tecnologías genera un riesgo para la humanidad mucho mayor que el de cualquier otra tecnología en el pasado. En específico, él se enfoca en la genética, la nanotecnología y la robótica. El dice que las tecnologías de destrucción del siglo XX, tales como la bomba nuclear, estaban limitadas a gobiernos con enorme capacidad política y económica, debido a su complejidad y costo, así como por la dificultad para adquirir los materiales necesarios. El expresa también su preocupación por el incremento en el poder de cómputo. Su preocupación es que las computadoras, en algún momento, se harán más inteligentes que nosotros, llevando a una distopía en donde una pudiera ocurrir una rebelión cibernética. El cita al Unabomber al respecto. Después de la publicación del artículo, Bill Joy sugirió que era necesario asesorar a los desarrolladores de las tecnologías para minimizar los peligros implícitos, así como que los científicos deberían negarse a trabajar en tecnologías que pudieran tener potencial impacto dañino. En un artículo del Anuario 2001 de Ciencia y Tecnología de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (AAAS por sus siglas en inglés), titulado A Response to Bill Joy and the Doom-and-Gloom Technofuturists, Bill Joy fue criticado por su visión pesimista y por no considerar los factores sociales en su predicción.[39]​ Ray Kurzweil, en su libro The Singularity Is Near, cuestionó la regulación de tecnologías potencialmente peligrosas, pidiendo que "¿Acaso deberíamos decirle a millones de personas afectadas por el cáncer y otras enfermedades devastadoras que vamos a cancelar el desarrollo de todos los tratamientos de bioingeniería debido al riesgo potencial de que estas mismas tecnologías puedan, algún día, ser usadas para propósitos malignos?".

Debate Drexler/Smalley editar

Richard Smalley, más conocido como el codescubridor de las moléculas con forma de balón de fútbol, los “fullerenos” y un ferviente defensor de la nanotecnología y sus muchas aplicaciones, era un crítico severo de la idea del ensamblador molecular, que defendía Eric Drexler. En 2001 él explicó una serie de problemas científicos de estos[40]​ atacando la idea de los ensambladores universales en un artículo publicado en 2001 en la revista Scientific American, lo que generó una respuesta poco más tarde ese mismo año de parte de Drexler y sus colegas,[41]​ y eventualmente a un intercambio de cartas abiertas en 2003.[42]​

Smalley criticó el trabajo de Drexler en nanotecnología como demasiado ingenuo, argumentando que la química es demasiado complicada, las reacciones difíciles de controlar y que por tanto un ensamblador universal era un objeto ficticio. Smalley creía que tales ensambladores no podían existir físicamente y por tanto señaló una serie de impedimentos científicos a estos. Sus dos principales objeciones las nombró como “el problema de los dedos gruesos” y “el problema de los dedos pegajosos”, argumentaban contra la capacidad de los ensambladores moleculares para ser capaces de seleccionar con precisión y ubicar átomos individuales. El también creía que las especulaciones de Drexler sobre los peligros apocalípticos de los ensambladores moleculares (la plaga gris) amenazaban el apoyo público al desarrollo de la nanotecnología.

Smalley primero criticó que los "dedos gruesos" hacían la manufactura molecular imposible. Luego argumento que las nanomáquinas tendrían que parecerse a las enzimas más que a los ensambladores de Drexler y sólo podrían funcionar apropiadamente en agua. Él creía que esto excluiría la posibilidad de los “ensambladores moleculares” pudieran trabajar con precisión, tomando y moviendo átomos individuales. También, Smalley comentó que prácticamente toda la química moderna involucra reacciones que ocurren en disolventes (usualmente, agua), debido a que las moléculas pequeñas del disolvente contribuyen en muchos aspectos de la reacción, tales como en la disminución de las energías de enlace en los estados de transición. Ya que prácticamente toda la química conocida requiere de disolventes, Smalley sentía que la propuesta de Drexler de usar ambientes al alto vacío no era práctica. Smalley también creía que las especulaciones de Drexler sobre los peligros apocalípticos de máquinas auto-replicantes que eran similares a los "ensambladores moleculares" podía poner en riesgo la opinión y apoyo público al desarrollo de la nanotecnología. Para mediar en el debate entre Drexler y Smalley sobre los ensambladores moleculares, la revista Chemical & Engineering News publicó una serie de columnas de opinión y contraopinión consistentes en un intercambio de cartas sobre este tema.[42]​

Drexler y sus colaboradores respondieron a estos dos señalamientos[41]​ en una publicación en 2001. Drexler y sus colegas indicaron que Drexler nunca propuso un ensamblador universal capaz de hacer absolutamente de todo, sino que en vez de ello propuso un ensamblador más bien limitado a hacer una amplia variedad de cosas. Ellos desafiaron la validez de los argumentos de Smalley a las propuestas avanzadas y más específicas que realizó en Nanosystems. Drexler sostuvo que los argumentos de Smalley eran huecos y que, en el caso de las enzimas, el Prof. Klibanov había escrito en 1994, "...el uso de una enzima en un disolvente orgánico elimina varios obstáculos..."[43]​ Drexler también se refirió a ello en Nanosystems mostrando matemáticamente que un catalizador bien diseñado puede contemplar compensar los efectos de un solvente y que puede, fundamentalmente, hacerse más eficiente que lo que podría ser una reacción que requiriera solventes. Drexler tuvo dificultad en conseguir una respuesta de Smalley, pero en diciembre de 2003, Chemical & Engineering News publicó la cuarta parte del debate.[42]​

Ray Kurzweil ocupó cuatro páginas en su libro 'The Singularity Is Near' para demostrar que los argumentos de Richard Smalley no eran válidos, y para discutirlos punto por punto. Kurzweil terminó diciendo que la visión de Drexler era muy práctica y que incluso ya estaba sucediendo.[44]​

Reporte de la Royal Society sobre las implicaciones de la nanotecnología editar

LaRoyal Society y laRoyal Academy of Engineering de Inglaterra, publicó en 2004 un reporte sobre las implicaciones de la nanociencia y la nanotecnología[45]​ inspirado por la preocupación del Príncipe Carlos sobre la nanotecnología, incluyendo la manufactura molecular. Sin embargo, el reporte no dedicó mucho espacio a la manufactura molecular.[46]​ De hecho, el nombre de "Drexler" aparece solo una vez en el texto del reporte (pasajeramente) y las palabras "manufactura molecular" o "nanotecnología molecular" no aparecen en ninguna parte. El reporte trata sobre los riesgos variados de las tecnologías en la nanoescala, tales como la toxicología de nanopartículas. También provee de una visión general sobre varios campos de la nanoescala. El reporte contiene un anexo (apéndice) sobre la plaga gris, la cual cita una variación debilitada de los arguementos de Richard Smalley en contra de la manufactura molecular. El reporte concluye que no hay evidencia de que nanomáquinas autónomas, autoreplicantes puedan ser desarrolladas en el futuro próximo, y sugiere que las regulaciones deban estar más enfocadas con temas relacionados con la nanotoxicología.

Aplicaciones comerciales iniciales editar

El inicio de la década del 2000 fue testigo del comienzo del uso de la nanotecnología en productos comerciales, aunque la mayoría de las aplicaciones han estado limitadas al uso en grande escala de nanomateriales pasivos. Ejemplos incluyen el uso de nanopartículas de dióxido de titanio y óxido de zinc en bloqueadores solares, cosméticos y en algunos productos alimenticios; nanopartículas de plata en empaques de alimentos, ropa, desinfectantes y en productos de uso casero tales como la Nano-plata; nanotubos de carbono para textiles anti-manchas; y óxido de cerio en catalizadores de combustible.[47]​ Alrededor de marzo de 2011, el Proyecto de Nanotecnologías Emergentes estimó que más de 1300 productos manufacturados e identificados estaban disponibles públicamente, con los más nuevos impactando el mercado a una velocidad de 3 o 4 por semana.[48]​

La Fundación Nacional para la Ciencia estadounidense apoyó al investigador David Berube para estudiar el campo de la nanotecnología. Sus hallazgos se publicaron en la monografía "Nano-Hype: The Truth Behind the Nanotechnology Buzz". Este estudio concluyó que mucho de lo que se vende como "nanotecnología" es en realidad un producto común proveniente de la ciencia de materiales, lo que nos está llevando a una "industria de nanotecnología soportada en la venta de nanotubos, nanoalambres y sus similares", con lo que "terminará con unos cuántos proveedores vendiendo productos con un bajo margen de ganancia en gran volumen". Las aplicaciones futuras requerirán manipulaciones reales sobre el arreglo de los componentes en la nanoescala y esto requerirá de nuevas investigaciones. Aunque algunas tecnologías se comercializan con el término 'nano', muy pocas veces están realmente relacionadas con este campo y se alejan de las metas transformadoras y ambiciosas de las propuestas de la manufactura molecular, al menos como se pensaría que fueran. De acuerdo a Berube, hay un riesgo de que una "nano burbuja" se forme, o se esté formando actualmente, por el uso común del término entre científicos y emprendedores para allegarse de fondos, sin interesarles las posibilidades transformativas de trabajos más ambiciosos y de largo alcance.[49]​

Referencias editar

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Ligas Externas editar

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  •   Datos: Q3974161

Marcha 29, 2024
historia, nanotecnología, historia, nanotecnología, trata, desarrollo, avances, largo, tiempo, conceptos, trabajos, experimentales, caen, amplia, categoría, nanotecnología, incluye, discusión, impacto, distintos, ámbitos, sociales, económicos, educativos, tecn. La historia de la nanotecnologia trata del desarrollo y avances a lo largo del tiempo los conceptos y trabajos experimentales que caen en la amplia categoria de nanotecnologia A su vez incluye la discusion de su impacto en distintos ambitos sociales economicos educativos y tecnologicos derivados de su desarrollo Aunque la nanotecnologia es relativamente reciente como tema de investigacion cientifica el desarrollo de varios conceptos centrales ha ocurrido a traves de un periodo de tiempo largo El surgimiento de la nanotecnologia en la decada de 2000 fue causado por la convergencia de varios avances e invenciones experimentales tales como el microscopio de efecto tunel en 150 y el descubrimiento del fullereno en 2015 asi como la formulacion y popularizacion del marco conceptual sobre las metas de la nanotecnologia que iniciaron con la publicacion del libro Motores de la Creacion La era de la Nanotecnologia El campo de la nanotecnologia es de creciente interes publico y ha sido controversial en particular a inicios del siglo XXI cuando debates entre prominentes personajes del area tuvieron lugar en particular sobre sus implicaciones potenciales asi como la factibilidad de las predicciones hechas por los partidarios de la nanotecnologia molecular En la primera decada del siglo XXI hemos presenciado los inicios de la comercializacion de la nanotecnologia aunque en la mayoria de los casos limitada a aplicaciones de gran volumen mas que en las aplicaciones disruptivas y revolucionarias que se han propuesto para el campo Indice 1 Origenes Conceptuales 1 1 Richard Feynman 1 2 Norio Taniguchi 2 Avances experimentales 2 1 Invencion del Microscopio de Efecto Tunel 2 2 Avances en ciencias interfaciales y de coloides 2 3 Descubrimiento de los fullerenos 3 Contribuciones regionales al desarrollo de la Nanotecnologia 3 1 Estados Unidos 3 1 1 Instituciones Educativas y Centros de Investigacion 3 1 2 Investigadores Destacados 3 1 3 Iniciativa Nacional en Nanotecnologia 3 2 Mexico 3 2 1 Desarrollo historico 3 2 2 Investigadores Destacados 3 2 3 Instituciones Educativas y Centros de Investigacion 4 Interes publico creciente y controversias 4 1 Por que el futuro no nos necesita 4 2 Debate Drexler Smalley 4 3 Reporte de la Royal Society sobre las implicaciones de la nanotecnologia 5 Aplicaciones comerciales iniciales 6 Referencias 7 Ligas ExternasOrigenes Conceptuales editarRichard Feynman editar El fisico norteamericano Richard Feynman impartio el 29 de diciembre de 1959 la conferencia titulada Hay mucho espacio en el fondo en un congreso de la Sociedad Americana de Fisica en el Instituto de Tecnologia de California Caltech este discurso es con frecuencia senalado como fuente de inspiracion para el campo de la nanotecnologia Feynman describio un proceso por medio del cual podriamos desarrollar la habilidad para manipular atomos y moleculas individuales empleando herramientas de precision para construir y operar a su vez otro conjunto de herramientas de menores proporciones y asi sucesivamente hasta alcanzar la nanoescala En el proceso de hacerlo Feynman observo que surgirian problemas asociados con el escalamiento de fuerzas fisicas la gravedad se haria menos importante y significativa mientras que fuerzas de tension superficial o fuerzas de Van der Waals adquiririan gran importancia 1 nbsp Richard Feynman dio una conferencia en 1959 que muchos anos despues inspiraria el desarrollo de la nanotecnologia Despues de la muerte de Feynman academicos estudiando el desarrollo historico de la nanotecnologia concluyeron que su papel catalizador en la investigacion en nanotecnologia fue mas bien limitado basado en comentarios de muchas de las personas activas en el naciente campo entre 1980 y 1990 Chris Toumey un antropologo cultural de la Universidad de Carolina del Sur encontro que la version impresa de la conferencia de Feynman tuvo poca influencia en los siguientes veinte anos despues de su publicacion medido a traves del numero de citas en la literatura cientifica y que no tuvo influencia mayor en las decadas posteriores a la invencion del microscopio de efecto tunel en 1981 Por consecuencia el interes en la conferencia Hay mucho espacio en el fondo en la literatura cientifica se han incrementado significativamente a partir de inicios de la decada de 1990 Esto puede ser una consecuencia de que el termino nanotecnologia se fue popularizando poco antes de esta fecha debido al uso del mismo en el libro de 1986 de K Eric Drexler Motores de la Creacion el cual incorporo el concepto de Feynman de mil millones de pequenas fabricas e incorporo la idea que podrian construir mas copias de si mismas via un control automatizado sin la participacion de un operador humano en la portada de un articulo titulado Nanotecnologia 2 3 publicado poco despues ese ano en la revista de orientacion cientifica de amplia circulacion OMNI El analisis de Toumey incluyo comentarios de distinguidos miembros de la comunidad cientifica en nanotecnologia que dijeron que Hay mucho espacio en el fondo no influencio sus trabajos iniciales y que de hecho la mayoria de ellos ni siquiera lo habian leido a la fecha 4 5 Estos y otros desarrollos dieron origen al redescubrimiento historico del discurso de Feynman Mucho espacio en el fondo que dio en diciembre de 1959 a lo que ademas se sumo el carisma y genialidad de Richard Feynman La importancia de Feynman como un ganador del Premio Nobel y como una figura iconica de la ciencia del siglo XX seguramente ayudaron a los defensores de la nanotecnologia y proveyo de un invaluable vinculo intelectual con el pasado 6 K Eric Drexler nbsp K Eric Drexler desarrollo y popularizo el concepto de nanotecnologia e inicio el campo de la nanotecnologia molecular En 1980 Drexler descubrio el provocador discurso de Feynman de 1959 Hay mucho espacio en el fondo mientras preparaba su primer articulo cientifico en el tema Molecular Engineering An approach to the development of general capabilities for molecular manipulation publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences in 1981 1 El termino nanotecnologia el cual es identico al nano tecnologia de Taniguchi fue aplicado de manera independiente por Drexler en su libro de 1986 Motores de la Creacion la proxima Era de la Nanotecnologia en el que proponia la idea de un ensamblador en nanoescala que seria capaz de construir una copia de si mismo asi como otros objetos de complejidad diversa Tambien propuso por vez primera el termino plaga gris para describir lo que podria ocurrir si una maquina hipotetica auto replicante capaz de operar independientemente fuera construida y liberada en el ambiente La vision particular sobre la nanotecnologia de Drexler se conoce como Nanotecnologia Molecular o manufactura molecular En la decada de 1980 la idea de que la nanotecnologia era un area dominada por el determinismo mas que por la estocastica basada en el manejo de atomos y moleculas individuales fue conceptualmente explorada a profundidad por K Eric Drexler quien promovio la importancia tecnologica que los fenomenos y dispositivos en la nanoescala podrian tener a traves de conferencias y un par de libros muy populares En su disertacion doctoral realizada en 1991 en el MIT Media Lab donde obtuvo el primer grado doctoral en el area de Nanotecnologia Molecular Molecular Machinery and Manufacturing with Applications to Computation 7 y que se publico con el titulo Nanosystems Molecular Machinery Manufacturing and Computation 8 que recibio el premio de la Association of American Publishers al Mejor Libro de Ciencias Computacionales de 1992 Drexler fundo el Foresight Institute en 1986 con la mision de Prepararnos para la nanotecnologia Drexler ya no es mas un miembro del Instituto Foresight Norio Taniguchi editar El cientifico japones Norio Taniguchi de la Universidad de Ciencia de Tokio empleo por vez primera el termino nano tecnologia en una conferencia en 1974 para describir los procesos de produccion de depositos de capa delgada y de devastado por rayo ionico en semiconductores con un control dimensional en el orden de nanometros Su definicion era La nanotecnologia consiste principalmente en el procesado separacion consolidacion y deformacion de materiales atomo por atomo molecula por molecula 9 10 Avances experimentales editarLa nanotecnologia y la nanociencia tuvieron un notable empuje a inicios de la decada de 1980 con dos importantes desarrollos el inicio de la ciencia de cumulos clusters y la invencion del microscopio de efecto tunel STM por sus siglas en ingles Estos desarrollos fueron seguidos por el descubrimiento de los fullerenos en 1985 y la caracterizacion e identificacion estructural de los nanotubos de carbono unos cuantos anos despues 1991 Invencion del Microscopio de Efecto Tunel editar El microscopio de efecto tunel un instrumento para visualizar superficies a nivel atomico fue desarrollado en 1981 por Gerd Binnig y Heinrich Rohrer en el Laboratorio de Investigacion de IBM Zurich razon por la cual fueron reconocidos con el Premio Nobel de Fisica en 1986 11 12 Binnig Calvin Quate y Christoph Gerber inventaron el primer microscopio de fuerza atomica en 1986 El primer microscopio de fuerza atomica disponible comercialmente fue introducido al mercado en 1989 El investigador de IBM Don Eigler fue el primero en manipular atomos usando un microscopio de efecto tunel en 1989 Empleando 35 atomos de Xenon escribio las letras del logotipo de IBM 13 El compartio el Premio Kavli en Nanociencia por este trabajo 14 Avances en ciencias interfaciales y de coloides editar Las ciencias interfaciales y de coloides han existido por casi un siglo antes de que empezaran a asociarlas a la nanotecnologia 15 16 Las primeras observaciones y mediciones de tamano de nanoparticulas se realizaron durante la primera decada del siglo XX por Richard Adolf Zsigmondy quien recibio en 1925 el Premio Nobel en Quimica el hizo un estudio detallado de soles de oro y de otros nanomateriales con tamanos de hasta 10 nm usando un ultramicroscopio con el que fue capaz de visualizar particulas mucho menores que la longitud de onda de la luz 17 Zsigmondy fue tambien el primero en emplear el termino nanometro de forma explicita para caracterizar el tamano de particula En la decada de 1920 Irving Langmuir ganador del Premio Nobel de Fisica de 1932 y Katharine B Blodgett introdujeron el concepto de monocapa una capa de un material de apenas una molecula de grosor A inicios de la decada de 1950 Derjaguin y Abrikosova llevaron a cabo las primeras mediciones de fuerzas superficiales 18 En 1974 el proceso para realizar depositos de capa delgada superficiales a nivel atomico fue desarrollado y patentado por Tuomo Suntola y colegas en Finlandia 19 En otro desarrollo la sintesis y propiedades de nanocristales semiconductors fue estudiada Esto ha llevado a un gran numero que se sigue incrementando de nanoparticulas de puntos cuanticos de semiconductores Descubrimiento de los fullerenos editar nbsp El fullereno o buckminsterfullereno es una molecula formada por 60 atomos de carbono de aproximadamente 1 nm de diametro y que asemeja un balon de futbol de ahi su otro nombre futboleno Los fullerenos fueron descubiertos en 1985 por Harry Kroto Richard Smalley y Robert Curl quienes compartieron el Premio Nobel de Quimica en 1996 Las investigaciones de Smalley en fisicoquimica se centraban en el estudio del proceso de formacion de cumulos de elementos inorganicos y semiconductores empleando haces pulsados moleculares y espectroscopia de masas de tiempo de vuelo Debido a que su amplia experiencia en el campo Robert Curl le presento a Harold a k a Harry Kroto para iniciar un proyecto de colaboracion sobre el estudio de los constituyentes quimicos de las nubes de polvo en el espacio sideral Estas nubes moleculares estan enriquecidas con carbono producto de la explosion de estrellas viejas como es el caso de R Coronae Borealis Como resultado de esta colaboracion descubrieron la molecula de C60 y a la familia de moleculas llamada fullerenos la tercera forma alotropica del carbono Descubrimientos posteriores incluyeron los fullerenos endoedricos y la extensa familia de fullerenos de alto orden 20 21 El descubrimiento de los nanotubos de carbono se atribuye tradicionalmente a Sumio Iijima quien trabajaba en la compania japonesa NEC en 1991 aunque los nanobutos de carbono carbon ya habian sido producidos y su observacion reportada bajo distintas condiciones antes de 1991 22 El descubrimiento de Iijima de los nanotubos de carbono multicapa en el material insoluble producido por el proceso de descarga de arco de electrodos de grafito en 1991 23 y la prediccion independiente por Mintmire Dunlap y White acerca de que si los nanotubos de carbono de capa simple pudieran ser hechos exhibirian interesantes propiedades electronicas y conductivas 24 fue la fuerza de empuje inicial que hoy se asocia a la investigacion en nanotubos de carbono La investigacion sobre nanotubos se acelero de manera notable inmediatamente despues del descubrimiento independiente accelerated greatly following the independent discoveries 25 26 por Bethune en IBM 27 y de Iijima en NEC de los nanotubos de carbono de capa simple y el desarrollo de metodos especificos para producirlos anadiendo catalizadores de metales de transicion a la fuente de carbono en el metodo de descarga de arco A inicios de la decada de 1990 Huffman y Kraetschmer de la Universidad de Arizona descubrieron como sintetizar y purificar grandes cantidades de fullerenos Esto dio paso a la oportunidad para caracterizarlos y funcionalizarlos a cientos de investigadores en laboratorios alrededor del mundo Poco despues fue descubierto que moleculas de C60 dopadas con rubidio Rb eran superconductores a temperaturas medianas Tc 32 K Durante un congreso de la Materials Research Society en 1992 el Dr T Ebbesen NEC describio a una audiencia incredula el descubrimiento y caracterizacion de nanotubos de carbono Esta charla motivo a los asistentes a regresar a sus laboratorios para reproducir y avanzar en esos descubrimientos nuevos Usando sistemas similares a aquellos empleados por Huffman y Kratschmere cientos de investigadores han hecho notables contribuciones y avances en el campo de la nanotecnologia basada en nanotubos de carbono Contribuciones regionales al desarrollo de la Nanotecnologia editarEstados Unidos editar Los Estados Unidos de America cuentan con una de las infraestructuras educativas publicas y privadas mas importantes para el desarrollo de proyectos de formacion academica de recursos humanos y realizacion de proyectos de investigacion basica y aplicada en nanociencias y nanotecnologia a nivel global Numerosos investigadores estadounidenses destacan por sus contribuciones al desarrollo del area Instituciones Educativas y Centros de Investigacion editar Centro Internacional de Nanotecnologia y Materiales Avanzados de la Universidad de Texas en San Antonio Centro para la Ciencia y Tecnologia en Nanoescala y Centro de Nanotecnologia Biologica y Ambiental de la Universidad de Rice College of Nanoscale Science and Engineering de la Universidad Estatal de Nueva York Instituto de Nanotecnologia Alan MacMardid de la Universidad de Texas en Dallas Instituto Internacional de Nanotecnologia y Centro de Nanofabricacion y Autoensamblaje Molecular de la Universidad de NorthwesternInvestigadores Destacados editar Richard Feynman Instituto Tecnologico de California fallecido Richard Smalley Universidad Rice fallecido Robert F Curl Universidad Rice Charles Lieber Universidad de Harvard Paul Alivisatos Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley Vicky Colvin 28 Universidad Rice Chad Mirkin Universidad de Northwestern George M Whitesides Universidad de Harvard Fraser Stoddart Universidad de NorthwesternIniciativa Nacional en Nanotecnologia editar nbsp Mihail Roco de la Fundacion Nacional para la Ciencia estadounidense proponiendo de manera official la Iniciativa Nacional en Nanotecnologia a la Oficina Ejecutiva del Presidente de los Estados Unidos de America en la Casa Blanca personaje clave en su desarrollo inicial La Iniciativa Nacional en Nanotecnologia INN es un programa federal de investigacion y desarrollo del gobierno de los Estados Unidos de America La INN es el punto central de comunicacion cooperacion y colaboracion para todas las agencias federales involucradas en investigacion en nanotecnologia poniendo juntas la experiencia necesaria para avanzar en este campo amplio y complejo 29 Sus metas son desarrollar un programa de investigacion y desarrollo en nanotecnologia de clase mundial fomentar la transferencia de nuevas tecnologias en productos comerciales de beneficio publico desarrollar y mantener recursos educativos una fuerza de trabajo especializada y crear una infraestructura y herramientas de apoyo para avanzar en el area asi como soportar el desarrollo responsable de la misma La iniciativa fue presentada por Mihail Roco quien propuso la Iniciativa Nacional en Nanotecnologia a la Oficina de Politicas de Ciencia y Tecnologia de Estados Unidos de America durante la administracion de Bill Clinton en 1999 y fue el arquitecto clave en su desarrollo y creacion Actualmente es asesor principal de Nanotecnologia en la Fundacion Nacional para la Ciencia estadounidense asi como consejero fundador del Subcomite de Ciencia Ingenieria y Tecnologia en Nanoescala del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologia 30 El presidente estadounidense Bill Clinton impulso el desarrollo de la nanotecnologia En un discurso impartido el 21 de enero de 2000 31 en el Instituto de Tecnologia de California Clinton dijo Algunas de nuestras metas pueden llegar a alcanzarse en veinte o mas anos pero es precisamente por ello que es importante que el gobierno federal participe El prestigio de Feynman y sus conceptos de fabricacion precisa a nivel atomico jugaron un papel central en asegurar el financiamiento para la investigacion en nanotecnologia como lo menciono el propio presidente Bill Clinton en su discurso Mi presupuesto apoyara una nueva Iniciativa Nacional en Nanotecnologia con mas de 500 millones de dolares El Instituto de Tecnologia de California no es ajeno a la idea de la nanotecnologia la habilidad para manipular la materia a una escala atomica y molecular Hace mas de 40 anos Richard Feynman se pregunto Que ocurriria si pudieramos acomodar los atomos uno por uno de la forma en que nosotros decidamos 32 El presidente estadounidense George W Bush incremento aun mas el financiamiento para nanotecnologia El 3 de diciembre de 2003 Bush aprobo el Acta de Investigacion y Desarrollo en Nanotecnologia del siglo XXI 33 la cual autorizo inversiones para las cinco agencias que participan en esta por mas de 3 630 millones de dolares durante los cuatro anos siguientes 34 El presupuesto de la INN para el ano fiscal de 2009 otorgo 1 500 millones a la INN mostrando el crecimiento sostenido en la inversion en nanotecnologia 35 Mexico editar Desarrollo historico editar Aunque el inicio de la nanotecnologia y la nanociencia en Mexico puede relacionarse con los trabajos pioneros en microscopia electronica de transmision realizados en el Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM en la decada de 1960 podemos afirmar que el primer esfuerzo estructurado e importante en esta area inicio a finales de la decada de 1990 con la instalacion del primer Laboratorio de Nanotecnologia de Carbono en 1999 en el Departamento de Fisica Aplicada y Tecnologia Avanzada del Instituto de Fisica de la UNAM en Juriquilla Queretaro encabezado por el destacado nanotecnologo mexicano el fisico Dr Humberto Terrones Maldonado Posteriormente junto con el fisico Jose Luis Moran participan en la creacion del Instituto Potosino de Investigacion Cientifica y Tecnologica en la ciudad de San Luis Potosi sitio en donde crearon el primer programa de posgrado especializado en Nanociencia y Nanotecnologia en America Latina Maestria y Doctorado en Nanociencia y Nanotecnologia Humberto Terrones Maldonado junto con su hermano el Dr Mauricio Terrones Maldonado atraen al IPICYT a un grupo importante de investigadores en el area de Nanociencia y Nanotecnologia entre los anos de 2001 y 2009 integrando el entonces llamado Grupo de Investigacion en Nanociencia y Nanotecnologia que en su momento fue considerado uno de los 10 grupos de investigacion en el area mas productivos e influyentes en el mundo Como parte de las aportaciones de este grupo de investigacion se creo el Laboratorio Nacional de Investigacion en Nanociencia y Nanotecnologia LINAN en el IPICYT Este grupo se desintegro en diciembre de 2009 con la salida del IPICYT de los doctores Mauricio y Humberto Terrones Paralelo a este esfuerzo otros grupos fueron formandose y consolidandose en el pais En la UNAM y en el Instituto de Investigaciones Nucleares el grupo del Dr Miguel Jose Yacaman fortalecio sus capacidades para caracterizacion de materiales nanoestructurados mediante microscopia electronica de transmision de alta resolucion y desarrollo metodos quimicos para la preparacion de nanoparticulas metalicas y bimetalicas En octubre de 1994 luego de los esfuerzos de varios investigadores de la UNAM y con apoyo del CONACYT se funda el Centro de Investigacion en Materiales Avanzados CIMAV en la ciudad de Chihuahua Mexico En 2006 se creo el Laboratorio Nacional de Nanotecnologia NanoteCh en el CIMAV En abril de 2008 se creo la Unidad del CIMAV en el Parque de Investigacion e Innovacion Tecnologica en Monterrey en donde tambien se realizan trabajos de investigacion en nanociencias y nanotecnologia Investigadores Destacados editar Mauricio Terrones Maldonado Universidad Estatal de Pensilvania Humberto Terrones Maldonado Universidad Estatal de Pensilvania Miguel Jose Yacaman Universidad de Texas en San Antonio Jose Luis Moran Lopez IPICYT Yadira Itzel Vega Cantu IPICYT Fernando Jaime Rodriguez Macias IPICYT Emilio Munoz Sandoval IPICYT Juan Jose Vilatela Instituto Madrileno de Estudios Avanzados Materiales Victor Manuel Castano Meneses Centro de Fisica Aplicada y Tecnologia Avanzada Jesus Gonzalez Hernandez CIMAV Umapada Pal Benemerita Universidad Autonoma de Puebla Velumani Subramaniam CINVESTAV Felipe Cervantes Sodi Universidad Iberoamericana Sergio Eduardo Ulloa Universidad de Ohio Yolanda Irasema Chirino UNAMInstituciones Educativas y Centros de Investigacion editar Centro de Nanociencias y Nanotecnologia de la UNAM Departamento de Nanotecnologia 36 del Centro de Fisica Aplicada y Tecnologia Avanzada de la UNAM Laboratorio Nacional de Investigaciones en Nanociencias y Nanotecnologia LINAN del IPICYT Laboratorio Nacional de Nanotecnologia NanoteCh del CIMAV Laboratorio Nacional de Nanoelectronica LNN del Instituto Nacional de Astrofisica optica y Electronica Cluster de Nanotecnologia en el Parque de Investigacion e Innovacion Tecnologica de Monterrey Laboratorio Avanzado de Nanoscopia Electronica del CINVESTAV Centro de Innovacion Investigacion y Desarrollo en Ingenieria y Tecnologia CIIDIT de la Universidad Autonoma de Nuevo Leon Centro de Investigacion en Micro y Nanotecnologia Microna 37 de la Universidad Veracruzana Laboratorio de Nanociencia y Nanotecnologia 38 de la Universidad IberoamericanaInteres publico creciente y controversias editar Por que el futuro no nos necesita editar Por que el futuro no nos necesita es un articulo escrito por Bill Joy en ese entonces cientifico en jefe en Sun Microsystems en el numero de abril de 2000 de la revista Wired En el articulo el argumenta que Nuestras tecnologias mas poderosas del siglo XXI robotica ingenieria genetica y nanotecnologia amenazaban con poner a la raza humana en calidad de especie amenazada Joy argumenta que el desarrollo de estas tecnologias genera un riesgo para la humanidad mucho mayor que el de cualquier otra tecnologia en el pasado En especifico el se enfoca en la genetica la nanotecnologia y la robotica El dice que las tecnologias de destruccion del siglo XX tales como la bomba nuclear estaban limitadas a gobiernos con enorme capacidad politica y economica debido a su complejidad y costo asi como por la dificultad para adquirir los materiales necesarios El expresa tambien su preocupacion por el incremento en el poder de computo Su preocupacion es que las computadoras en algun momento se haran mas inteligentes que nosotros llevando a una distopia en donde una pudiera ocurrir una rebelion cibernetica El cita al Unabomber al respecto Despues de la publicacion del articulo Bill Joy sugirio que era necesario asesorar a los desarrolladores de las tecnologias para minimizar los peligros implicitos asi como que los cientificos deberian negarse a trabajar en tecnologias que pudieran tener potencial impacto danino En un articulo del Anuario 2001 de Ciencia y Tecnologia de la Asociacion Estadounidense para el Avance de la Ciencia AAAS por sus siglas en ingles titulado A Response to Bill Joy and the Doom and Gloom Technofuturists Bill Joy fue criticado por su vision pesimista y por no considerar los factores sociales en su prediccion 39 Ray Kurzweil en su libro The Singularity Is Near cuestiono la regulacion de tecnologias potencialmente peligrosas pidiendo que Acaso deberiamos decirle a millones de personas afectadas por el cancer y otras enfermedades devastadoras que vamos a cancelar el desarrollo de todos los tratamientos de bioingenieria debido al riesgo potencial de que estas mismas tecnologias puedan algun dia ser usadas para propositos malignos Debate Drexler Smalley editar Richard Smalley mas conocido como el codescubridor de las moleculas con forma de balon de futbol los fullerenos y un ferviente defensor de la nanotecnologia y sus muchas aplicaciones era un critico severo de la idea del ensamblador molecular que defendia Eric Drexler En 2001 el explico una serie de problemas cientificos de estos 40 atacando la idea de los ensambladores universales en un articulo publicado en 2001 en la revista Scientific American lo que genero una respuesta poco mas tarde ese mismo ano de parte de Drexler y sus colegas 41 y eventualmente a un intercambio de cartas abiertas en 2003 42 Smalley critico el trabajo de Drexler en nanotecnologia como demasiado ingenuo argumentando que la quimica es demasiado complicada las reacciones dificiles de controlar y que por tanto un ensamblador universal era un objeto ficticio Smalley creia que tales ensambladores no podian existir fisicamente y por tanto senalo una serie de impedimentos cientificos a estos Sus dos principales objeciones las nombro como el problema de los dedos gruesos y el problema de los dedos pegajosos argumentaban contra la capacidad de los ensambladores moleculares para ser capaces de seleccionar con precision y ubicar atomos individuales El tambien creia que las especulaciones de Drexler sobre los peligros apocalipticos de los ensambladores moleculares la plaga gris amenazaban el apoyo publico al desarrollo de la nanotecnologia Smalley primero critico que los dedos gruesos hacian la manufactura molecular imposible Luego argumento que las nanomaquinas tendrian que parecerse a las enzimas mas que a los ensambladores de Drexler y solo podrian funcionar apropiadamente en agua El creia que esto excluiria la posibilidad de los ensambladores moleculares pudieran trabajar con precision tomando y moviendo atomos individuales Tambien Smalley comento que practicamente toda la quimica moderna involucra reacciones que ocurren en disolventes usualmente agua debido a que las moleculas pequenas del disolvente contribuyen en muchos aspectos de la reaccion tales como en la disminucion de las energias de enlace en los estados de transicion Ya que practicamente toda la quimica conocida requiere de disolventes Smalley sentia que la propuesta de Drexler de usar ambientes al alto vacio no era practica Smalley tambien creia que las especulaciones de Drexler sobre los peligros apocalipticos de maquinas auto replicantes que eran similares a los ensambladores moleculares podia poner en riesgo la opinion y apoyo publico al desarrollo de la nanotecnologia Para mediar en el debate entre Drexler y Smalley sobre los ensambladores moleculares la revista Chemical amp Engineering News publico una serie de columnas de opinion y contraopinion consistentes en un intercambio de cartas sobre este tema 42 Drexler y sus colaboradores respondieron a estos dos senalamientos 41 en una publicacion en 2001 Drexler y sus colegas indicaron que Drexler nunca propuso un ensamblador universal capaz de hacer absolutamente de todo sino que en vez de ello propuso un ensamblador mas bien limitado a hacer una amplia variedad de cosas Ellos desafiaron la validez de los argumentos de Smalley a las propuestas avanzadas y mas especificas que realizo en Nanosystems Drexler sostuvo que los argumentos de Smalley eran huecos y que en el caso de las enzimas el Prof Klibanov habia escrito en 1994 el uso de una enzima en un disolvente organico elimina varios obstaculos 43 Drexler tambien se refirio a ello en Nanosystems mostrando matematicamente que un catalizador bien disenado puede contemplar compensar los efectos de un solvente y que puede fundamentalmente hacerse mas eficiente que lo que podria ser una reaccion que requiriera solventes Drexler tuvo dificultad en conseguir una respuesta de Smalley pero en diciembre de 2003 Chemical amp Engineering News publico la cuarta parte del debate 42 Ray Kurzweil ocupo cuatro paginas en su libro The Singularity Is Near para demostrar que los argumentos de Richard Smalley no eran validos y para discutirlos punto por punto Kurzweil termino diciendo que la vision de Drexler era muy practica y que incluso ya estaba sucediendo 44 Reporte de la Royal Society sobre las implicaciones de la nanotecnologia editar LaRoyal Society y laRoyal Academy of Engineering de Inglaterra publico en 2004 un reporte sobre las implicaciones de la nanociencia y la nanotecnologia 45 inspirado por la preocupacion del Principe Carlos sobre la nanotecnologia incluyendo la manufactura molecular Sin embargo el reporte no dedico mucho espacio a la manufactura molecular 46 De hecho el nombre de Drexler aparece solo una vez en el texto del reporte pasajeramente y las palabras manufactura molecular o nanotecnologia molecular no aparecen en ninguna parte El reporte trata sobre los riesgos variados de las tecnologias en la nanoescala tales como la toxicologia de nanoparticulas Tambien provee de una vision general sobre varios campos de la nanoescala El reporte contiene un anexo apendice sobre la plaga gris la cual cita una variacion debilitada de los arguementos de Richard Smalley en contra de la manufactura molecular El reporte concluye que no hay evidencia de que nanomaquinas autonomas autoreplicantes puedan ser desarrolladas en el futuro proximo y sugiere que las regulaciones deban estar mas enfocadas con temas relacionados con la nanotoxicologia Aplicaciones comerciales iniciales editarEl inicio de la decada del 2000 fue testigo del comienzo del uso de la nanotecnologia en productos comerciales aunque la mayoria de las aplicaciones han estado limitadas al uso en grande escala de nanomateriales pasivos Ejemplos incluyen el uso de nanoparticulas de dioxido de titanio y oxido de zinc en bloqueadores solares cosmeticos y en algunos productos alimenticios nanoparticulas de plata en empaques de alimentos ropa desinfectantes y en productos de uso casero tales como la Nano plata nanotubos de carbono para textiles anti manchas y oxido de cerio en catalizadores de combustible 47 Alrededor de marzo de 2011 el Proyecto de Nanotecnologias Emergentes estimo que mas de 1300 productos manufacturados e identificados estaban disponibles publicamente con los mas nuevos impactando el mercado a una velocidad de 3 o 4 por semana 48 La Fundacion Nacional para la Ciencia estadounidense apoyo al investigador David Berube para estudiar el campo de la nanotecnologia Sus hallazgos se publicaron en la monografia Nano Hype The Truth Behind the Nanotechnology Buzz Este estudio concluyo que mucho de lo que se vende como nanotecnologia es en realidad un producto comun proveniente de la ciencia de materiales lo que nos esta llevando a una industria de nanotecnologia soportada en la venta de nanotubos nanoalambres y sus similares con lo que terminara con unos cuantos proveedores vendiendo productos con un bajo margen de ganancia en gran volumen Las aplicaciones futuras requeriran manipulaciones reales sobre el arreglo de los componentes en la nanoescala y esto requerira de nuevas investigaciones Aunque algunas tecnologias se comercializan con el termino nano muy pocas veces estan realmente relacionadas con este campo y se alejan de las metas transformadoras y ambiciosas de las propuestas de la manufactura molecular al menos como se pensaria que fueran De acuerdo a Berube hay un riesgo de que una nano burbuja se forme o se este formando actualmente por el uso comun del termino entre cientificos y emprendedores para allegarse de fondos sin interesarles las posibilidades transformativas de trabajos mas ambiciosos y de largo alcance 49 Referencias editar Gribbin John Gribbin Mary 1997 Richard Feynman A Life in Science Dutton p 170 ISBN 0 452 27631 4 Hapgood Fred noviembre de 1986 Nanotechnology Tinytech Omni 56 Eric Drexler 15 de diciembre de 2009 The promise that launched the field of nanotechnology Metamodern The Trajectory of Technology Archivado desde el original el 14 de julio de 2011 Consultado el 13 de mayo de 2011 Toumey Chris 2005 Apostolic Succession Engineering amp Science 1 2 16 23 Toumey Chris 2008 Reading Feynman into Nanotechnology A Text for a New Science Techne 13 3 133 168 Archivado desde el original el 19 de septiembre de 2009 Milburn Colin 2008 Nanovision Engineering the Future Duke University Press ISBN 0 8223 4265 0 Drexler K Eric Molecular Machinery and Manufacturing with Applications to Computation Tesis de Ph D Massachusetts 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