Nanotecnología

Nanociencia:

Es aquella que se ocupa del estudio de los objetos cuyo tamaño es desde cientos a décimas de nanometros.


Nanotecnología:

Es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nanoescala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nanoescala.

Herramientas que se utilizan:

Microscopio de barrido:

Efecto fue inventado en 1981 por G. Binning y H. Röhrer, (IBM, Zurich) los cuales fueron galardonados con el Premio Nobel de Física en 1986 por su invención. Basa su funcionamiento en un efecto bien conocido en mecánica Cuántica denominado efecto túnel.

Una punta conductora extremamente afilada, denominada sonda, se acerca a una distancia muy corta - unas diez millonésimas de milímetro- de la superficie de una muestra conductora o semiconductora a observar; es decir se sitúa muy cerca pero sin tocarla. Para lograr esto la punta se monta en piezoeléctricos, que son materiales que, con una pequeña variación de tensión, se expanden o se contraen en décimas de Amstrong (un Amstrong son 10 elevado a menos 10 metros).

Entre la punta y la superficie a existe vacío y una pequeña diferencia de potencial eléctrico. Los electrones de la superficie del metal, pueden, con cierta probabilidad, abandonar los átomos de origen y ser atraídos hacia la sonda, donde son detectados. Se habla de corriente de efecto túnel para designar a estos electrones que escapan de la muestra hacia la sonda. Resulta además que la intensidad de esta corriente túnel depende de la distancia entre la sonda y la superficie a analizar, de modo que las variaciones de intensidad denotan variaciones de distancia superficie-sonda, y así, se puede ir estableciendo los valles y montañas de la superficie que se está analizando, esto es, su relieve.

Todo el proceso está controlado en todo momento por un ordenador donde se almacenan finalmente los datos y la imagen de la muestra.

Ahora somos capaces de mover átomos individuales a nuestro antojo colocándolos allá donde queramos. Ello posibilita, por ejemplo, la grabación de datos a una densidad sin precedente.

Los microscopios de fuerza atómica

Son capaces de reconstruir tal relieve pero no hacen acopio del efecto túnel sino de la fuerza electromagnética entre la sonda y los electrones de la muestra a analizar: la sonda entra en contacto con la muestra y detecta los efectos atractivos o repulsivos de las fuerzas atómicas. La resolución es similar al del efecto túnel pero se utiliza para materiales no conductores, como la mayoría de muestras biológicas.

Aplicaciones

- Energias alternativas, energía del hidrógeno, pilas (células) de combustible, dispositivos de ahorro energético.

- Administración de medicamentos, especialmente para combatir el cáncer y otras enfermedades.

- Computación cuántica, semiconductores, nuevos chips.

- Seguridad. Microsensores de altas prestaciones. Industria militar.

-Aplicaciones industriales muy diversas: tejidos, deportes, materiales, automóviles, cosméticos, pinturas, construcción, envasados alimentos, pantallas planas...

- Contaminación medioambiental.

- Prestaciones aeroespacioles: nuevos materiales, etc.

- Fabricación molecular.