Grandes retos del siglo XXI. Отсутствует

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СКАЧАТЬ mayor potencia y bajo consumo energético. También en las memorias magnéticas (RAM) se usan dominios magnéticos nanométricos que aumentan la rapidez y la capacidad de almacenamiento. En las pantallas para televisión, computadoras y celulares se han incorporado películas poliméricas nanoestructuradas conocidas como oleds, que son planas, tienen mayor brillo, son de menor peso, con más resolución, menor consumo y cuentan con más tiempo de vida.

      Los dispositivos electrónicos que incluyen memorias flash, como los ipods nano, los lectores digitales de libros y los equipos de videojuegos, contienen elementos nano para mejorar el sonido de alta resolución, la protección contra bacterias y microbios, así como la comunicación inálambrica.

       ENERGÍA SUSTENTABLE

      La sociedad actual enfrenta un gran reto en este siglo: generar la energía necesaria para su desarrollo al mismo tiempo que conserva el medio ambiente. Mantener este equilibrio es fundamental para trascender al siglo XXII sin provocar un colapso ecológico, económico y social.

      La generación de energía de manera sustentable es un reto prioritario que cada país debe abordar en su contexto local. En el caso de México, el desarrollo energético se ha centralizado en los combustibles fósiles, debido a que se ha contado en los últimos 70 años con recursos petroleros abundantes, si bien es muy amplio el potencial de generación de energías alternas, como la hidraúlica, la solar, la eólica, la geotérmica y la mareomotriz. La nanotecnología se está utilizando con éxito en muchas de estas energías sustentables, por ejemplo, en los paneles solares que convierten energía solar a eléctrica, en los cuales los nanomateriales permiten abatir el costo, hacen más fácil su construcción y bajan la emisión de contaminantes al medio ambiente.

      La nanotecnología está presente en la obtención de combustibles ultralimpios a través del uso de mejores catalizadores. Se utilizan catalizadores nanoestructurados en las refinerías para producir gasolina y diesel de ultra bajo azufre, con objeto de abatir los niveles de emisión de contaminantes a la atmósfera. También el uso de nanomateriales favorece el aumento de la eficiencia en los sistemas de combustión y en la disminución de la fricción. Mediante nanobioingeniería de enzimas se está transformando la celulosa en etanol para usarse como combustible. Los materiales nanoestructurados se utilizan en la producción y almacenamiento de hidrógeno para celdas de combustible de alta eficiencia energética y cero contaminación. Las turbinas de los generadores de viento incorporan nanocompuestos con nanotubos de carbón que las hacen más flexibles, más ligeras y más resistentes, aumentando el rendimiento de producción de electricidad.

      Se está trabajando en alambres conductores que contienen nanotubos de carbón para disminuir la resistencia de los cables de alta tensión y por ende las pérdidas de energía en la conducción eléctrica. Por otro lado, se trabaja en paneles solares de alta eficiencia y portabilidad que puedan introducirse en computadoras, celulares y otros dispositivos móviles, así como en el diseño de alambres flexibles piezoeléctricos que se incorporen a la ropa para generar energía usando el calor y la fricción producida durante el desempeño de nuestras actividades. También se han creado fuentes de iluminación con base en leds que disminuyen el consumo de energía eléctrica, y se han fabricado lubricantes de muy baja fricción y chasises de vehículos más ligeros y más fuertes.

       PREVENCIÓN DE LA CONTAMINACÍON

      En este campo se están desarrollando nanotecnologías para producir agua limpia a partir de aguas contaminadas, además de sistemas que detectan y limpian áreas contaminadas. Se investigan sistemas de nanofiltración basados en membranas de porosidad nanométrica que pueden separar virus del agua o nanofibras que actúan como electrodos para remover las sales del agua. Se está experimentando con telas fabricadas con nanofibras de óxido de manganeso ultraadsorbentes, que puedan absorber 20 veces su peso y que permitirán recuperar los derrames de petróleo.

      Existen ya filtros creados con nanotecnología para filtración de partículas en los aviones y en los automóviles. Se han desarrollado nanosensores que permiten detectar en muy pequeñas cantidades trazas de un compuesto contaminante o de una fuga de hidrocarburos. Se busca separar CO₂ de los gases de combustión en las plantas de generación de electricidad.

       CUIDADO DE LA SALUD Y LOS TRATAMIENTOS MÉDICOS

      Una de las aplicaciones con mayor potencial de la nanotecnología son los tratamientos de enfermedades y del cuidado de la salud. Se busca tener bionanotecnologías que hagan los sistemas más personalizados, más baratos, más seguros y más fáciles de administrar.

      Los nanocristales semiconductores que funcionan como puntos cuánticos permiten obtener imágenes de muy alta resolución y contraste para realizar un mejor diagnóstico de tejidos y órganos. Combinando algunos vectores biológicos con las nanopartículas luminiscentes se puede obtener una imagen muy específica de una región, sin necesidad de suministrar medios de contraste que se distribuyen por todas partes del cuerpo. En este aspecto se pueden lograr imágenes mil veces mejores que las actuales. Con el uso de bionanomateriales formados de un anticuerpo y una nanopartícula luminiscente y bajo la luz ultravioleta, se ha logrado seguir el crecimiento de las placas de esclerosis en las arterias. Se menciona también que nanopartículas de oro pueden identificar las etapas tempranas del mal de Alzheimer.

      Se piensa que en los próximos 20 años será posible contar con plataformas integradas que detecten las enfermedades en sus inicios, que envíen señales para monitorear su avance y que dosifiquen el tratamiento adecuado para combatirla. Asimismo, se busca que estas plataformas puedan tomar la energía necesaria para su operación de los procesos quimicobiológicos que ocurren en el cuerpo humano, de manera que se evite utilizar pilas que puedan agotarse.

       TRANSPORTACIÓN

      La nanotecnología ofrece amplias posibilidades para mejorar la transportación y su infraestructura a través de proveer materiales más ligeros y más resistentes, motores de menor consumo de combustible o nuevos motores a base de celdas de combustible. Se puede aplicar para producir concretos que soporten mayores cargas y que a su vez sean más ligeros. Se pueden producir recubrimientos para carreteras con mayor longevidad y a un menor costo.

      El uso de nanosensores facilitará la monitorización de las estructuras de puentes, túneles, vías de ferrocarril y carreteras de manera permanente, detectando a tiempo la existencia de posibles fallas. Aditamentos que permitan medir adecuada y dinámicamente la densidad de tráfico y que evalúen la posiblidad de accidentes y transmitan esa información a los automóviles, harán la transportación más segura y la circulación más fluida.

       ¿CUÁLES SON LOS RIESGOS POTENCIALES?

      El hecho de que nanoestructuras como los nanotubos de carbono y las nanopartículas sean de un tamaño similar o menor al de las células y que tengan una alta reactividad química hace suponer que son un riesgo considerable para la salud, ya que modifican la actividad celular. Esto en principio es válido para las nanopartículas que existen en estado libre, es decir, que no están asociadas a un soporte o matriz; sin embargo, en la mayoría de los casos, para que funcionen los nanomateriales y los nanodispositivos se requiere que estén integrados en un sistema, en un medio o en un portador o acarreador que les ayude a desarrollar sus propiedades inherentes a la nanoescala y ser controlados por los humanos durante el desempeño de sus actividades Un ejemplo claro de esto lo representan los catalizadores que se aplican tanto en la industria química, en la refinación del petróleo, como en la conservación del medio ambiente, los cuales funcionan a nanoescala modificando las moléculas por la vía química, en las que las nanopartículas se depositan en un sustrato que les da estabilidad y posibilita que sean recuperadas después de que han terminado su vida útil.

      Debido a que hasta hoy la liberación de nanomateriales СКАЧАТЬ