{"id":1013,"date":"2017-01-25T14:36:28","date_gmt":"2017-01-25T13:36:28","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.science-teaching.org\/es\/?p=1013"},"modified":"2025-01-27T12:57:47","modified_gmt":"2025-01-27T11:57:47","slug":"maquinas-invisibles","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/science-teaching.org\/es\/ciencia\/articulos\/maquinas-invisibles","title":{"rendered":"M\u00e1quinas invisibles"},"content":{"rendered":"

Un mundo de ciencia ficci\u00f3n<\/strong><\/h3>\n

Pel\u00edculas como La Guerra de las Galaxias<\/em> llenan nuestra imaginaci\u00f3n de mundos llenos de robots, naves espaciales y m\u00e1quinas extraordinarias, que conviven con los humanos
\ny otras formas de vida. M\u00e1s all\u00e1 de los relatos y las historias de ciencia ficci\u00f3n, nuestro mundo est\u00e1 presenciando el nacimiento de una nueva tecnolog\u00eda que podr\u00eda hacer realidad estas visiones, las que hasta la fecha parec\u00edan condenadas a permanecer dentro de las fronteras de nuestra imaginaci\u00f3n. La responsable de todo esto es la nanotecnolog\u00eda, y sus primeros productos ya forman parte de nuestra vida aunque no seamos conscientes de ello.<\/p>\n

\u00bfQu\u00e9 \u00e9s la nanotecnolog\u00eda?<\/strong><\/h3>\n\"41102980<\/a>\n

La nanotecnolog\u00eda es la ciencia y la ingenier\u00eda de las cosas extremadamente peque\u00f1as. Los materiales que utiliza se encuentran en la escala de los \u00e1tomos y las mol\u00e9culas, y sus productos son tan min\u00fasculos, que en realidad es imposible construir cosas m\u00e1s peque\u00f1as. La nanotecnolog\u00eda trabaja con materiales de entre 0,1 y 100 nan\u00f3metros (un nan\u00f3metro es 1000 millones de veces inferior a un metro). Para tratar de entender estas dimensiones, podemos pensar que un nan\u00f3metro es para un cent\u00edmetro lo que la longitud de nuestro pie es para la anchura del oc\u00e9ano Atl\u00e1ntico. Un nan\u00f3metro es tambi\u00e9n la longitud que crecen nuestras u\u00f1as cada segundo. Esta es la escala en la que operan la mayor parte de procesos biol\u00f3gicos: la mol\u00e9cula de ADN mide unos 2 nm de ancho; las membranas de las c\u00e9lulas, unos 10 nm; los gl\u00f3bulos rojos, unos 7000 nm de di\u00e1metro… Los materiales de estas dimensiones presentan unas propiedades f\u00edsico-qu\u00edmicas especiales en comparaci\u00f3n con los de tama\u00f1os m\u00e1s grandes. Estas cualidades permiten a los cient\u00edficos obtener nuevas tecnolog\u00edas con aplicaciones infinitas. Por ejemplo, la plata es un material muy apreciado en joyer\u00eda porque es inerte y tarda mucho en estropearse. Sin embargo, peque\u00f1os grupos de \u00e1tomos de plata a escala nanosc\u00f3pica presentan una enorme capacidad para catalizar reacciones y son efectivos antibacterianos. Actualmente, se utilizan nanopart\u00edculas de plata para crear vendajes para las heridas.<\/p>\n

Estas propiedades se deben fundamentalmente a dos factores. Cuanto m\u00e1s peque\u00f1o es un cuerpo, m\u00e1s grande es su superficie en comparaci\u00f3n con su volumen, cosa que lo hace qu\u00edmicamente m\u00e1s reactivo. Por otro lado, a estas escalas nanosc\u00f3picas, los efectos cu\u00e1nticos del mundo at\u00f3mico (las fuerzas que act\u00faan a escala at\u00f3mica y nuclear) empiezan a ser relevantes: estos efectos pueden cambiar de manera imprevisible las cualidades electr\u00f3nicas, magn\u00e9ticas y \u00f3pticas de los materiales.<\/p>\n

M\u00e1quinas peque\u00f1as, grandes aplicaciones<\/strong><\/h3>\n\"18954343<\/a>\n

En un futuro no muy lejano, la nanotecnolog\u00eda podr\u00eda crear robots min\u00fasculos capaces de autorreproducirse que patrullar\u00edan por nuestro cuerpo y detectar\u00edan tumores incipientes mucho antes de que comenzaran a ser evidentes. Nanorrobots que nos informar\u00edan en cada momento del estado de nuestras c\u00e9lulas desde su interior y que diagnosticar\u00edan cualquier enfermedad o alteraci\u00f3n fisiol\u00f3gica, mucho antes de que sus efectos se pusieran de manifiesto. Tambi\u00e9n se especula sobre la posibilidad de crear nanorrobots autorreplicativos que campasen libremente por el ambiente y que eliminasen la contaminaci\u00f3n del agua y del aire. Siendo m\u00e1s realistas y a corto plazo, la nanotecnolog\u00eda puede aportar avances important\u00edsimos en computaci\u00f3n, medicina y electr\u00f3nica. Por ejemplo, cient\u00edficos del departamento de Bioingenier\u00eda de la Universidad Rice de Houston han desarrollado un posible m\u00e9todo para eliminar c\u00e1nceres inoperables. Mediante la uni\u00f3n de anticuerpos a nanopart\u00edculas de oro, han conseguido que estas se adhieran espec\u00edficamente a las c\u00e9lulas cancerosas de un enfermo, y mediante una radiaci\u00f3n infrarroja inofensiva, se calienten hasta matar las c\u00e9lulas malignas. En lo que se refiere al medio ambiente, diversos grupos de investigaci\u00f3n est\u00e1n encontrando aplicaciones nanotecnol\u00f3gicas muy \u00fatiles en la limpieza de residuos t\u00f3xicos de las aguas subterr\u00e1neas, as\u00ed como en la producci\u00f3n de nuevas y m\u00e1s eficientes c\u00e9lulas de energ\u00eda solar.<\/p>\n

\u00bfC\u00f3mo montar una nanom\u00e1quina?<\/strong><\/h3>\n

Construir nanom\u00e1quinas no es una tarea sencilla. Hasta la fecha, los componentes fabricados se han obtenido a partir de uno de dos procesos posibles: o bien se han construido uniendo una pieza detr\u00e1s de otra, o bien se han conseguido dividiendo estructuras m\u00e1s grandes en piezas m\u00e1s peque\u00f1as. No obstante, los expertos consideran que en el futuro las nanoestructuras se obtendr\u00e1n mediante la utilizaci\u00f3n de maquinaria molecular preexistente en los seres vivos. As\u00ed, por ejemplo, investigadores estadounidenses del Instituto de Tecnolog\u00eda de Massachusets utilizan en la actualidad virus modificados gen\u00e9ticamente para construir nanopiezas que se podr\u00edan utilizar para fabricar desde chips de computadoras hasta nuevos tipos de bater\u00edas y c\u00e9lulas solares.<\/p>\n

Ya est\u00e1n entre nosotros<\/strong><\/h3>\n

La nanotecnolog\u00eda ya se encuentra presente en muchos de los objetos cotidianos que nos rodean: en el disco duro de los ordenadores, en algunas partes de los coches, en las gafas de sol, en los pintalabios, en algunas herramientas utilizadas para cortar metales, en vendajes antibacterianos, en ventanas autolimpiables… Poco a poco, se abre camino en nuestros hogares. Y su impacto social puede ser tan revolucionario como la aparici\u00f3n de la m\u00e1quina de vapor o Internet.<\/p>\n

En el futuro podr\u00edamos utilizar ropa elaborada con tejidos inteligentes que supervisar\u00edan nuestro estado corporal.<\/strong><\/em><\/p>\n

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Tatuajes at\u00f3micos<\/strong><\/p>\n

La escala de trabajo de la nanotecnolog\u00eda es tan peque\u00f1a que, por ejemplo, permitir\u00eda realizar un tatuaje en el lomo de una pulga. Eso recibe el nombre de nanolitograf\u00eda, una t\u00e9cnica que nos permite \u00abpintar\u00bb objetos utilizando el microscopio como si fuese un pincel y los \u00e1tomos o las mol\u00e9culas como si fueran tinta.<\/p>\n

Ver los \u00e1tomos<\/strong><\/h3>\n

Los f\u00edsicos G. Binning y H. Rohrer, del laboratorio de IBM en Z\u00fcrich, desarrollaron, en 1981, el microscopio de efecto t\u00fanel. Esto permiti\u00f3 observar por primera vez los \u00e1tomos de forma
\nindividual. Pocos a\u00f1os despu\u00e9s, estos investigadores presentaron a la comunidad cient\u00edfica el microscopio de fuerzas at\u00f3micas. Con \u00e9l, fue posible observar muestras de tipo biol\u00f3gico con una resoluci\u00f3n imposible hasta la fecha. En 1986, Binning y Rohrer fueron galardonados con el premio Nobel de F\u00edsica.<\/p>\n

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Izquierda: Imagen de reconstrucci\u00f3n superficial en una superficie de oro limpia obtenida mediante microscop\u00eda de barrido de efecto t\u00fanel. Los \u00e1tomos individuales que componen el material son visibles. Derecha: \u00c1tomos de silicio observados en la superficie de un cristal de carburo de silicio (SiC) usando un microscopio de barrido de efecto t\u00fanel.<\/p><\/div>\n

Con los microscopios de efecto t\u00fanel y de fuerzas at\u00f3micas (\u00bfo se tendr\u00edan que llamar nanoscopios?) no s\u00f3lo es posible ver los \u00e1tomos y las mol\u00e9culas, sino que tambi\u00e9n podemos manipular estas mol\u00e9culas, estirarlas o determinar sus propiedades de forma individual. Para entendernos, podemos comparar un grupo de mol\u00e9culas con un plato de espaguetis: podemos separar un solo espagueti del resto, manipularlo e incluso saber si est\u00e1 o no al dente<\/em>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

\u00bfAcaso no ser\u00eda extraordinario un mundo donde robots min\u00fasculos patrullaran por el interior de nuestras c\u00e9lulas para advertirnos de cualquier posible enfermedad antes de que se manifestasen los s\u00edntomas? La nanotecnolog\u00eda ya es una realidad que apenas empieza a superar los l\u00edmites de nuestra imaginaci\u00f3n.<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":13312,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[449,67],"tags":[1263,882,1016,1260,1157,1264,1220,1017,1217,1018,1265,1019,1006],"class_list":["post-1013","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-articulos","category-ciencia","tag-biologia","tag-ciencia","tag-ciencia-ficcion","tag-divulgacion-cientifica","tag-eureka","tag-fisica","tag-ingenieria","tag-maquinas","tag-matematicas","tag-nanotecnologia","tag-quimica","tag-robots","tag-stem","autor-international-science-teaching-foundation"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/science-teaching.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1013","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/science-teaching.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/science-teaching.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/science-teaching.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/science-teaching.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1013"}],"version-history":[{"count":8,"href":"https:\/\/science-teaching.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1013\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1817,"href":"https:\/\/science-teaching.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1013\/revisions\/1817"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/science-teaching.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/13312"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/science-teaching.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1013"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/science-teaching.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1013"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/science-teaching.org\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1013"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}