Los chips que aprovechan la nanotecnología se acercan

Nantero, una empresa de nanotecnología está creando la NRAM, un chip de memoria de acceso aleatorio no volátil de alta densidad que podría reemplazar a los modelos actuales de memoria RAM. Su tecnología, que utiliza moléculas cilíndricas de carbono conocidas como nanotubos, será utilizada en la fábrica de semiconductores LSI en Gresham, Oregón. Los nanotubos de carbono están entre las nuevas formas de este elemento. Son moléculas compuestas exclusivamente de carbono dispuestas de una forma distinta al grafito o al diamante. Aunque no son estructuras nuevas, pues se ha demostrado que aparecen en el polvo estelar, para nosotros lo son. Componen conformaciones cilíndricas o con forma de pelota de menos de 10 nanómetros de ancho. La transición de su obtención del laboratorio a las fábricas ha llevado más de nueve meses a las empresas, aunque todavía queda por mejorar el producto para obtener chips con más alto rendimiento. Según Mr. Armour, el director de la fábrica LSI, estos chips podrían salir al mercado en una fase piloto al año que viene si no hay ningún contratiempo mientras tanto. Los analistas piensan que si este producto ve la luz, serán los primeros dispositivos que explotarán el extraordinario potencial de los nanotubos de carbono. Los nanotubos son hasta 100 veces más fuertes que el acero y pesan la sexta parte, cualidades que han hecho que se intente implementar rápidamente este material en raquetas de tenis o plásticos para los automóviles, donde se han mezclado con otros materiales para mejorar su rendimiento. Además cuentan con características eléctricas y magnéticas especiales, como la posibilidad de convertir dicho material en un conductor o semiconductor, pasando de una forma a otra simplemente por la interacción de campos magnéticos. Estas nobles cualidades los han convertido en un poderoso símbolo de las posibilidades de la nanotecnología pero desafortunadamente, los nanotubos han demostrado ser algo complejos para llevarlos al mercado. El diseño de Nantero se basa en aplicar cargas a grupos de nanotubos de una sola cara que se encuentran suspendidos sobre un electrodo. Al aplicar las cargas opuestas a los tubos y al electrodo se consigue que los tubos se doblen hacia abajo, creando una unión en la parte inferior que representa un 1. Aplicando fuerzas inversas anularemos el efecto anterior consiguiendo un 0. Como todos los modelos de memoria digital, la NRAM almacena todos los datos con unos y ceros. Estas memorias podrían mejorar el rendimiento de los teléfonos móviles, ordenadores portátiles y otros dispositivos electrónicos. Al igual que las memorias flash y SRAM, los diseños de los nanotubos de carbono pueden mantener la información cuando el paso de corriente eléctrica se detiene, lo que es una ventaja respecto a los chips de memoria de acceso aleatorio dinámico (DRAM) que exigen un refresco continuo. La diferencia es que además de todas estas características, se puede acceder considerablemente más rápido a su contenido, con un menor consumo de energía y es más barato y compacto que la SRAM. Los analistas creen que la tecnología de Nantero tendrá que enfrentarse a una dura competencia pues el descubrimiento de este nuevo modo de almacenar acaparará la atención de los inversores en diferentes empresas como IBM, Intel o Motorola que intentarán hacerse con una porción de este jugoso pastel. Vanessa Gaviria CRF http://www.laflecha.net/canales/ciencia/noticias/200406242

Nanotecnología y nanociencia: aspectos económicos

Repercusiones económicas de los avances en Nanotecnología. Introducción: en los últimos dos años se están logrando avances muy significativos en el campo de la nanotecnología y la nanociencia, hasta el punto de que nadie duda que este campo está llamado a convertirse en el sector estratégico por excelencia en la mayor parte de las economías avanzadas de todo el mundo. ¿Qué es la nanotecnología? Es la ciencia de lo "nano" (una dimensión: 10 elevado a -9). Es decir se ocupa de la materia tanto orgánica como inorgánica en dimensiones propias del entorno de las moléculas y de los átomos. La nanotecnología fue propuesta en términos teóricos por el Premio Nóbel de Física Richard Feynman a finales de los cincuenta. Su expansión hoy es posible gracias a la disponibilidad de nuevos instrumentos capaces de "ver" y "tocar" a esta escala dimensional. A principios de los ochenta fue inventado en Suiza (IBM-Zurich) uno de los microscopios capaz de "ver" átomos. Unos pocos años más tarde, el Atomic Force Microscope fue inventado, incrementando las capacidades y tipos de materiales que podían ser investigados. Hoy esta tecnología de análisis está disponible para empresas y centros de investigación en todo el mundo. En la actualidad los principales avances iniciales vienen del aprendizaje de las propiedades de la materia a esta escala dimensional. Ello ha propiciado la aparición de productos como los nanotubos, las nanopartículas, los nanocristales, etc. En su estado superior se espera que la nanotecnología permita trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. Esta posibilidad nos llevaría fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas. Las posibilidades de esta fase son ilimitadas. La nanotecnología podría cambiar fácilmente y a bajo coste las propiedades de todos los materiales conocidos. Algunos ejemplos que se citan: podría lograr un acero cien veces más resistente y diez veces menos pesado u ordenadores que no gastan casi energía y trabajan millones de veces más rápidos. Charles Vest, ex Presidente del MIT, ha señalado frecuentemente que nanotecnología provocará una segunda revolución industrial. Tras más de ocho años como presidente del MIT, George Bush ha "fichado" a Vest como asesor en materia de nanotecnología aplicada al ámbito militar. En este campo en MIT tiene un proyecto de investigación multimillonario con el Gobierno Federal de los Estados Unidos. ¿Qué importancia económica tiene? Hoy instituciones como la NASA y NSF (Nacional Science Foundation) consideran la nanotecnología como uno de los sectores estratégicos nº 1. Pronto, asegura un informe de tendencias de la compañía de predicciones Deloitte, la nanotecnología será la base de toda la industria manufacturera. ¿Qué países lideran la nanotecnología? Estados Unidos lidera el campo de la Nanociencia a través de numerosos centros de investigación ligados a las principales universidades y empresas de nanotecnología. Actualmente, las 22 agencias gubernamentales implicadas gastaron en 2004 $1 billion (100.000 millones de dólares). Se confirma que efectivamente se gasta $1B/año en programas científicos a nanoescala. En los dos últimos años los estados miembros han entrado en una carrera competitiva por atraer empresas e incentivar centro de desarrollo en nanotecnología. Los estados más dinámicos son: El gobierno de los Estados Unidos ha presentado recientemente una actualización del Plan Estratégico para el desarrollo de la Nanotecnología para los próximos 5-10 años. Se puede encontrar el citado Plan.. En el mismo se consolida la nanotecnología como sector estratégico Australia, Japón, Corea del Sur, la India, China e Israel son algunos países que apuestan abierta y estratégicamente por el desarrollo de la nanotecnología a través de planes e inversiones destinadas a la investigación y desarrollo. En Europa, la Unión Europea la ha establecido en el VI Programa Marco la Nanotecnología como una línea prioritaria. No obstante, ni la apuesta de la Unión Europea ni la de sus estados miembros está acorde con el su peso económico. Recientemente Francia y Alemania parecen reaccionar. Así por ejemplo, Francia incrementará su apoyo a la financiación de las nanociencias y las nanotecnologías de 30 a 70 millones de euros a lo largo de los tres próximos años, según ha anunciado recientemente el Ministro para la Investigación, François d'Aubert. ¿Qué sectores se verán afectados? A medio plazo todos los sectores se van a ver afectados. La comercialización de algunos productos pioneros ya está produciendo ciertos avances relevantes. Por ejemplo la NASA confía en la nanotecnología para avanzar en sus retos espaciaales a través de una nueva computación más potente, nuevos sensores, nuevos materiales, miniaturización, etc. En un intento de divulgar entre el público los impactos, Chad Mirkin, director del Northwestern University's Institute for Nanotechnology, analiza la promesa de los materiales superdiminutos. Señala a sus lectores que verán "desde la resistencia de sus ropas a las machas, la revolución en el diagnóstico médico, o alta tecnología en semiconductores lo que significará computadoras de gran alcance. Incluso la industria cosmética está interesada en estos materiales. Pueden ser utilizados para hacer cosméticos específicos. Nanotecnología implica el reconstruir la tierra tal como la conocemos, átomo por el átomo" La salud y la búsqueda de soluciones para energías alternativas baratas y no contaminantes son otras dos líneas de trabajo extendidas en numerosos departamentos universitarios y empresas. Así los científicos en Estados Unidos han recurrido a la Nanotecnología en la lucha contra el cáncer. Médicos de la Harvard Medical School, entre otros equipos, han estado inyectando nano partículas magnéticas para tratar tumores. Recientemente la Aliance NanoHealth, un proyecto de investigación basado en la aplicación de la Nanotecnología a la salud ubicado en Houston y que reúne a varias instituciones de prestigio, ha obtenido 2.8 millones de $ de fondos federales procedentes del U.S. Department of Defense. ¿Qué empresas y productos son ya una realidad? En el 2004 los inversores en nanotecnología han reducido su "hiperentusiasmo" conocido como nanobuzz o nanohype. Y es que la nanotecnología se encuentra todavía en una fase muy inicial, aunque cada día con pasos realmente sorprendentes que podrían llevar a un salto cualitativo en las aplicaciones prácticas, tal como ha sucedido con algunas nanopartículas o incipientemente con los nanotubos. Hay que reconocer que a pesar de su enorme potencial, los beneficios reales son todavía pequeños. Se predice que el mercado global para nanosensores alcanzará en 2005 "la modesta cifra" de 186 millones de dólares. Pero algunas predicciones recogidas por United Press International's Nano World señalan que las ventas de dispararán a los $2.7 milles de millones de dólares en 2008 y a los $17.2 miles de millones de dólares en 2012. Ejemplos de recientes alianzas o fusiones Empresas de nanomateriales y de biotecnología hacen frecuentemente alianzas reforzando la combinación de sus avances y descubrimientos. En una semana se pueden leer noticias como estas: - Recientemente una empresa manufacturera de nanotubos de carbón y una startup que utiliza nanotubos para aplicaciones farmacéuticas han anunciado su fusión. La fusión proporcionará producción de nanotubos de carbón en Carbon Nanotechnologies Inc. (CNI) una vía para desarrollar fármacos y otros productos médicos. - NanoDynamics ha anunciado que distribuirá sus productos en Japón y Corea a través de un acuerdo exclusivo con la empresa Kanematsu-KGK. - La compañía de nanotecnología de Gales Q Chip ha firmado una alianza para investigación con una de las firmas más importantes de biotecnología del Reino Unido: Techmark, una compañía médica que se centra en el tratamiento de la enfermedad cardiovascular, del cáncer y de los tumores benignos - El Citigroup Depositary Receipt Services, ha anunciado recientemente que ha establecido un American Depositary Receipt (ADR) Program para la empresa pSivida Limited, empresa comprometida con el desarrollo de productos biomédicos y relacionados con la salud en general. Noticia - SK Corp., la refinería más grande de Corea, informó recientemente que han desarrollado un material usado para las baterías de litio-ion llamado "separator." Hasta ahora, solamente dos compañías japonesas - Asahi y Tonen - han desarrollado esta tecnología de la citada fuente. SK Corp. ha obtenido este éxito utilizando la más novedosas innovaciones químicas y las investigaciones en nanotecnología acumuladas en el pasado - La última semana un par de "viejos" nanotubos "se casaron": Carbon Nanotechnologies Inc. (CNI) y C Sixty. La primera produce nanotubos de carbón de una capa, la segunda, ligada a al nanomedicina, trabaja con fullerenes (conocidas como "buckyballs"). Perspectivas a corto plazo El escepticismo de algunos inversores es contrarestado por numerosas fuentes de información que promueven una visión optimista sobre los avances de la nanotecnología. Por ejemplo, los editores de R&D Magazine han identificado al inicio de 2005 las tecnologías que se espera tengan un rápido crecimiento y elevadas inversiones en 2005. De acuerdo con la encuesta, las tres "top" tecnologías que se espera lideren las inversiones y el rápido crecimiento son las Pilas de combustible (fuel cells), aparatos contra el bioterrorismo y nanotecnología (en los dos primeros casos la nnaotecnología está fuertemente implicada). Se citan también: Semiconductores Microelectrónica. Sensores biológicos Nuevas tecnologías de imagen (ej. pantallas de TV) a partir de polvo de diamante En todo caso, todos los días aparecen noticias similares a esta: Se imagina un coche al que no tiene que ponerle aceite y se basta por diez años en materia de lubricante? . Esta es la innovación propuesta por ApNano Materials si tiene éxito su propuesta de marketing: "NanoLub". NanoLub es el primer lubricante sintético basado en nanopartículas esféricas inorgánicas. Refrigeradores con televisión y radio que utilizan nanopartículas para evitar el crecimiento de bacterias y otros problemas de conservación. Riesgos y beneficios. Los políticos y los científicos están promoviendo la investigación y discusión pública sobre implicaciones ambientales, éticas, económicas, y sociales de la nanotecnología, todo esto en un contexto creciente donde se cruzan expectativas y realidades de lo que podría ser una revolución en ciernes. Es un tema clave. El Centro para la Nanotecnología Responsable, ha venido fomentando el debate y la difusión de los beneficios y riesgos de la Nanotecnología. Propuestas: algunas actuaciones estratégicas México, país cercano a Estados Unidos, está reclamando una mayor actividad en torno a la nanotecnología. Un prestigioso académico de la UNAM consideraba que las instituciones deben adecuar sus planes y programas. Efectivamente, la formación debe ser la vía más segura para no perder el tren de la nanotecnología. Al respecto cabrían algunas líneas específicas de actuación: - Establecer un Plan Nacional de Nanotecnología capaz de coordinar todas las actuaciones relevantes de los centros de investigación, al modo de la National Nanotechnology Initiative con fondos propios y expertos capaces de incentivar las líneas más prometedoras, de acuerdo con los medios y "el estado del arte". - Demandar unas mayores aportaciones para el Programa Marco Europeo y una mayor cooperación de equipos inter-países para el desarrollo de proyectos a gran escala (como por ejemplo DYNASYNC). - Fomentar la información entre empresas y sectores receptores de las innovaciones emergentes en el campo de la nanotecnología. - Introducir en las enseñanzas medias planes didácticos que incentiven vocaciones universitarias en nanociencia - Incentivar en las universidades planes de estudios específicos, asignaturas y especialidades en las diferentes vertientes de la nanociencia - Para un mayor desarrollo ver Nanotecnología y economía: estrategias de futuro Vanessa Gaviria CRF http://iei.ua.es/nanotecnologia

Nanotecnologia, noticias 2009

Nanoalimentos en el Super   ¿Qué productos alimenticios contienen nanomateriales? La nanotecnología, la ciencia que manipula átomos y moléculas a una nanoescala (un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro), gana cada vez más espacios en la cocina. A través de la utilización de nanopartículas -que son microscópicos fragmentos parecidos al polvo con diámetros inferiores a 100 nanómetros, es decir la milésima parte del grosor de un cabello humano- la industria de los alimentos está creando productos de consumo diario con nuevos sabores, colores, estructuras y características energéticas y nutritivas. "Muchos se refieren a la nanotecnología como la ciencia del futuro, pero la realidad es que ya está presente en muchos alimentos de consumo diario", dice a BBC Mundo, Eric Gaffet, Director de Investigación del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia. El término de nanoalimentos, que se refiere a aquellos que contienen nanopartículas, fue utilizado por primera vez por el profesor Dong-Myong Kim en 1998. Aunque el uso de los nanomateriales en la alimentación se ha ido expandiendo con los años, no están claros los efectos de las nanopartículas sobre la salud, explica Gaffet, quien además es miembro del grupo de investigación sobre nanomateriales de la Academia Europea de las Ciencias. Tampoco los europeos saben lo que consumen debido a que no hay ninguna directiva que obligue a la industria a informar qué productos contienen estos elementos. Nanoplatillos El Director del Nanocentro de la Universidad Católica de Lovaina, en Bélgica, Jeroen Lammertyn, estima que en los supermercados circulan alrededor de 500 productos que contienen nanopartículas. Muchos se refieren a la nanotecnología como la ciencia del futuro, pero la realidad es que ya está presente en muchos alimentos de consumo diario Eric Gaffet, Centro Nacional de Investigación Científica de Francia. Debido a que la industria no tiene obligación de informar, no se sabe cuáles son estos productos, aunque diversos estudios han identificado nanoingredientes en la leche, la crema, el chocolate y en harinas en polvo, azúcar glas, aguas de sabor instantáneas, salsa de tomate y preparados para hacer pasteles. "El ejemplo más claro de cómo operan las nanopartículas es la salsa ketchup. Las partículas fueron alteradas para modificar los fluidos y darle otra viscosidad. De no tener nanopartículas, al voltear el envase de cabeza el liquido se desplomaría como leche", explica en entrevista con BBC Mundo Lammertyn. Según el académico, la industria apenas está descubriendo las potencialidades de esta rama de la nanotecnología, por lo que habrá que esperar en un futuro cercano la aparición de nuevos nanoalimentos. De acuerdo con investigaciones en curso, en los laboratorios de las grandes trasnacionales se trabaja para crear helados y mayonesas con menos calorías y sin alterar su sabor, chicles que conserven su sabor sin importar el tiempo que se mastique, y aguas refrescantes cuyo color y sabor podrá ser alterado en hornos de microondas. Piden inventario El Parlamento Europeo pidió recientemente a la Comisión Europea que estudie los posibles riesgos de la utilización de nanopartículas y nanoalimentos en la alimentación. Es importante que las autoridades europeas aclaren el debate con evidencias científicas y que hagan llegar la información correcta a la ciudadanía Jeroen Lammertyn, Universidad Católica de Lovaina Un informe de la Comisión Parlamentaria de Seguridad Alimentaria promovido por la eurodiputada holandesa de la Izquierda Verde Europea Kartika Liotard sostiene que no puede continuar la comercialización de estos productos sin la existencia de reglas claras. La Eurocámara, que será renovada durante las elecciones europeas del cuatro al siete de junio próximo, demanda introducir un sistema de etiquetado obligatorio para informar al consumidor. También exige el Ejecutivo comunitario crear un inventario, a más tardar para 2011, de los nanoalimentos disponibles en el mercado europeo, aclarando si son o no peligrosos para los seres humanos y el medio ambiente. Polémico y suspicaz El experto Lammertyn asegura que existe el peligro de que los nanoalimentos sufran el mismo destino de los productos genéticamente modificados (GM) "No debemos caer en el mismo error de los GM, que debido a la percepción equivocada que tienen en la opinión pública, no han podido desarrollar sus potencialidades. "Es importante que las autoridades europeas aclaren el debate con evidencias científicas y que hagan llegar la información correcta a la ciudadanía". Lammertyn insiste en que la nanotecnología puede mejorar la calidad de los alimentos con potentes aditivos nutricionales o potenciadores del sabor y la estructura, pero al mismo tiempo reconoce las dudas que existen sobre los efectos potenciales en la salud del consumidor. Un sensor con nanopartículas de oro ayudará a detectar el cáncer de pulmón, mediante nanotecnología Londres, 30 ago (EFE).- Un equipo de investigadores ha desarrollado un sensor que lleva en su interior nanopartículas de oro y que distingue entre la respiración de una persona que padece cáncer de pulmón y otra que está sana sin necesidad de un tratamiento previo, lo que ayudará a detectar la enfermedad. Así lo asegura un estudio publicado por la revista "Nature Nanotechnology" y que ha sido llevado a cabo por el profesor universitario Hossam Haick, del Instituto de Tecnología Techion-Israel, y el resto de su equipo. Las pruebas actuales para medir los compuestos orgánicos volátiles -gases químicos que contienen carbono y que están relacionados con el cáncer de pulmón- presentan algunos problemas, como que son caras y no ofrecen resultados al instante. En contraste, el sensor diseñado por Haick y su equipo es portátil y consiste en un aparato con nanopartículas de oro que responde al entrar en contacto con los compuestos orgánicos volátiles que son relevantes en el caso del cáncer de pulmón. El equipo israelí simuló una respiración propia de un enfermo de cáncer y otra de una persona sana mezclando estos compuestos, y las sometió posteriormente al sensor. El aparato distinguió cuál correspondía con un enfermo de cáncer al ser capaz de reconocer las pautas de respiración que lo caracterizan, según se explica en la revista. Con este sensor será posible diagnosticar cáncer de pulmón a través de una tecnología no invasiva, barata y portátil, según sus creadores. Nanomotor funcionando a 15.000 rpm Construir una nano-máquina así es toda una hazaña: 100 nm son sólo unos 1000 átomos uno al lado del otro, y conseguir que encajen el estátor, el rotor y que todo el sistema realmente funcione a partir de su fuente de energía, un logro de ingeniería increible... tanto, que no es ingeniería. Este motor en realidad forma parte del mecanismo de movimiento de muchas bacterias, y ha sido uno de los argumentos esgrimidos por los defensores del diseño inteligente, alegando que es imposible que una pieza tan perfecta y compleja sea fruto de la evolución. Con una eficiencia de casi el 100%, el motor convierte un gradiente de concentración de iones (H+) en movimiento:    ¿Realmente puede una nanomáquina así haberse formado por evolución? La respuesta, por supuesto, es...¡que no hay otra explicación lógica! Además, se han propuesto algunas hipótesis de como podría haber sido este proceso:     Para terminar, aquí se puede ver el motor de uno de éstos flagelos, en este caso de un alga unicelular: La Biblia enana - mediante nanotecnología  El presidente israelí Shimon Peres le regaló el pasado 11 de mayo al Sumo Pontífice católico Benedicto XVI un Antiguo Testamento que presenta como una obra maestra de la nanotecnología: el texto hebreo completo fue grabado en un chip de silicón del tamaño de la cabeza de un alfiler por científicos de Technion, el Instituto de Tecnología nacional. El chip viene embalado de regalo en una caja de cristal con una lupa (detalle), explicaciones en hebreo e inglés de la nano Biblia, y los 13 primeros versículos del Génesis amplificados 10 mil veces. Llega el chip de grafeno que podría llegar a los 1.000 GHz El MIT vuelve a protagonizar una de las noticias de ciencia y electrónica (por partida doble) más interesantes del día con el anuncio de un chip de grafeno que podría ser capaz de alcanzar velocidades con un rango de 500 a 1.000 GHz. InformationWeek se hace eco de este descubrimiento y apunta que los resultados de estas investigaciones, dirigidas por el profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación, Tomás Palacios, aparecerán en la edición de mayo de la publicación Electron Device Letters. Por si no lo sabes, el grafeno es una estructura monoatómica, compuesta por átomos -valga de redundancia- de carbón, con una alta conductividad eléctrica y térmica y una gran resistencia -de hecho, se demostró hace relativamente poco que es el material más resistente que existe-. La sustitución del silicio de los actuales chips electrónicos por el grafeno permite multiplicar las frecuencias de señal eléctrica con la utilización de un solo transistor y con una producción más limpia, ya que no requiere de filtración. Recargar el móvil con el teclear del dedo mediante la nanotecnología  Cada cierto tiempo aparecen ingenios para producir electricidad a partir de nuestros propios movimientos corporales. No es mucha la energía generada, pero puede ser suficiente para pequeños dispositivos si se consigue recoger y convertir en electricidad. ¿Sería bastante para recargar la batería de una Blackberry o de un móvil con el movimiento de escribir en un chat o enviar un mensaje? Pues esto es lo que han logrado de forma reciente utilizando nanotecnología en el 'Georgia Institute of Technology'. Los artífices han sido un equipo de investigadores liderados por Zhong Lin Wang, profesor de Regent's Georgia Tech en la Escuela de Ciencia de los Materiales e Ingeniería, que han logrado generar una corriente eléctrica a partir del movimiento que realiza un dedo al teclear o gracias al de un hámster corriendo en su rueda. El estudio demuestra que a través de movimientos mecánicos irregulares, tales como la vibración de las cuerdas vocales, teclear o un hámster corriendo en una rueda pueden ser el impulso para nanogeneradores de electricidad. Y aunque pueda parecer una energía irrelevante, este aprovechamiento o recogida de energía de baja frecuencia proveniente del movimiento irregular puede llegar a ser muy importante. Incluso, como cree el profesor Wang, más allá del teclear del dedo y el hámster corriendo, estos mecanismos pueden ser implantados en el cuerpo para obtener energía a partir de fuentes tales como los movimientos de los músculos o la palpitación de los vasos sanguíneos. Palacio ya ha apuntado que en un plazo de uno a dos años podríamos presenciar la comercialización de este tipo de chips avanzados, en cuya investigación han invertido diferentes empresas de electrónica privadas. ¿Dispostivos con sistemas a frecuencias de infarto? Pues parece que la idea empieza a no ser tan descabellada...   Crean una pila eficaz hecha con virus y nanotubos  Unos virus manipulados genéticamente, incapaces de infectar a las personas, se han convertido en ánodo y cátodo de un nuevo tipo de pila que tiene la misma capacidad que las más modernas baterías recargables de litio y carece de materiales tóxicos. El invento es de un equipo de investigadores estadounidenses que mañana presenta su tecnología en la revista Science. Hace tres años, un grupo del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) logró hacer, por ingeniería genética, un virus capaz de convertirse en ánodo de una pila recubriéndose con óxido de cobalto y oro y autoconstruyendo un nanocable. En una batería normal, los iones de litio fluyen entre un ánodo cargado negativamente (normalmente grafito) y un cátodo cargado positivamente. Pero hacer un cátodo con virus es más complicado porque la mayoría de los materiales candidatos son más bien aislantes y no conductores. Ahora los investigadores explican cómo han solucionado este obstáculo. Yun jung Lee y sus colegas han hecho un virus que se recubre de fosfato de hierro y se engancha a nanotubos de carbono creando una red de material altamente conductor, explica el MIT en un comunicado. El virus se fija específicamente en nanotubos de carbono y forma una red que potencia la conductividad del material, actuando como cátodo en la batería. Los virus utilizados en el experimento infectan bacterias pero son inofensivos para los humanos. Lee y sus colegas han aplicado principios biológicos básicos para inventar una estructura no nociva para el medio ambiente y capaz de convertir materiales con baja conductividad eléctrica en electrodos efectivos. Ellos consideran que esta alternativa tecnológica puede ser útil, por ejemplo, para los coches eléctricos híbridos, pero también para cualquier dispositivo electrónico personal. El presidente estadounidense Barack Obama está muy interesado en las tecnologías energéticas, por lo que la semana pasada invitó a la Casa Blanca a la directora del MIT, Susan Hockfield, para que le mostrara el prototipo de la nueva batería hecha de virus. En sus ensayos los investigadores han comprobado que sus pilas pueden cargarse y descargarse al menos cien veces sin degradarse. Reconocen que son menos ciclos de carga/descarga que una batería convencional, pero confían en mejorar mucho su dispositivo. Desertec - Una visión de la nanotecnología real para la revolución energética  Una ambiciosa idea que está rondando desde hace un par de años ha ganado credibilidad en estos dos últimos meses. La visión que, si se realiza, será una verdadera revolución energética, se llama Desertec, y sería el mayor proyecto de energía solar de todos los tiempos. El proyecto si se realiza, costará alrededor de 400-500 billones de euros y se convertirá en la primera fuente de energía en 10 años. La idea básica es instalar una gigantesca red de plantas solares-térmicas en el desierto del Sahara y construir una red de alto voltaje con sus líneas transportando la electricidad a Europa. El concepto Desertec describe la prespectiva de una cantidad ingente de electricidad para Europa, Oriente Medio y África del Norte hasta el año 2050 Para entonces podría satisfacer el 15% de la energía que la Unión Europea necesita. Desertec demostrará que una transición a una fuente de energía competitiva, segura y compatible es posible con fuentes de energía renovables y aumentos de la eficacia, y los combustibles quedarán fósiles como reserva para balancear la energía. La tecnología existe hoy - es la escala de la visión lo que es revolucionaria. Experto indaga sobre los beneficios de la nanotecnología en cosmética Experto indaga sobre los beneficios de la nanotecnología en cosmética La nanocosmética, como así se denomina a esta técnica, consiste en "coger activos cosméticos y protegerlos en nanopartículas de forma que lleguen con mejores propiedades", explicó Juan Manuel López Romero, ponente en uno de los cursos organizados por la UNIA. El profesor de la Universidad de Málaga (UMA), Juan Manuel López Romero, dirige durante tres días el curso Nanocosmética. Activos naturales, nanotecnología y empresa, que organiza la Universidad Internacional de Andalucía (UNIA) en Málaga. El profesor explicó que el objetivo del encuentro es introducir al alumnado en una nueva técnica, la nanocosmética, que es algo "muy aplicable a la realidad". Así, el 99% de lo que hace esta práctica se materializa en "coger activos cosméticos y protegerlos en nanopartículas de forma que lleguen con mejores propiedades", añadió. La teoría de esta técnica apareció en EE.UU en los años 50, aunque no "fue hasta los 80 cuando comenzó a experimentarse con los primeros aparatos". En este sentido, la nanotecnología, concretó el profesor, "está desarrollando técnicas cada vez más viables que hacen que se extienda a muchos productos cosméticos que utilizamos a diario". Las investigaciones con liposomas, partícula con la que comenzaron los estudios de nanocosmética, eran costosas al principio porque éstas eran "sustancias poco conocidas". Así, Cristian Dior fue "la pionera en incluir esta técnica" que posteriormente aplicaron otras empresas "de marcas reconocidas a nivel internacional", apostilló López Romero. "El elemento más antiguo y por ello más conocido son los liposomas, pero también investigamos con nanopartículas lipídicas, nanopartículas poliméricas y nanopartículas de tipo molecular, como las ciclodextrinas", comentó el profesor, que forma parte del grupo de investigación sobre Nanotecnología y Síntesis Orgánica de la UMA. A raíz de este grupo surgió la empresa ICON Nanotech, cuya máxima es "hacer las partículas para otra empresa, que las prepara y vende a firmas como Mercadona, que la incorporan a sus productos cosméticos", especificó el profesor. El principal miedo que genera esta técnica es "que las partículas penetren en la piel y lleguen a la sangre", pero se está demostrando que esta teoría "está poco fundada", a pesar de que la legislación estadounidense "intente proteger en este sentido", aclaró. Por último, López Romero aseguró que "la mayor aportación" de esta nueva industria es que "mantiene las propiedades de las cremas y lociones mucho más tiempo", no sólo en la piel, sino que "las partículas se mantienen en mejores condiciones en los recipientes, como consecuencia de encapsular los elementos en nanopartículas", concluyó el profesor. Uso de nanotubos en chips de ordenadores Una nueva técnica para fabricar nanotubos de carbono deben ser más fáciles de integrar con los procesos existentes de fabricación de semiconductores Fuente: "Síntesis de baja temperatura de nanotubos de carbono alineados verticalmente con contacto eléctrico para sustratos metálicos habilitado por descomposición térmica de la materia prima de carbono", Gilbert Nessim, Carl V. Thompson et al, Nano Letters. Resultados: Los investigadores en el laboratorio de materiales del MIT, el profesor de ciencias Carl V. Thompson hizo crecer densos bosques de nanotubos de carbono cristalino sobre una superficie de metal a temperaturas cercanas a las características de fabricación de chips informáticos. A diferencia de intentos anteriores de hacer lo mismo, la técnica de los investigadores se basa enteramente en un proceso muy común en la industria de semiconductores. Los investigadores también demostraron que el paso crucial en su procedimiento para precalentar el gas de hidrocarburos de la que se forma nanotubos, antes de exponer a la superficie del metal a la misma. ¿Por qué importa?: Los transistores de chips de computadora están tradicionalmente conectados por cables de cobre diminutos. Pero, como el circuito de chips se encoge y los cables se vuelven más delgados, su conductividad sufre y tienen más probabilidades de fracasar. Un proceso de fabricación lo suficientemente sencillo como para permitir que los nanotubos de carbono reemplacen los cables verticales en los chips, permitiendo el embalaje más denso en los circuitos. ¿Cómo lo hicieron?: en una cámara de vacío, los investigadores vaporizan los metales, Tántalo y hierro, que se asentaron en capas sobre una oblea de silicio. Luego se coloca la oblea recubierta con una película en un extremo de un tubo de cuarzo, que se inserta en un horno. Al final de la lámina del tubo, la temperatura del horno fue de 475 grados C, pero en el extremo opuesto, la temperatura es variada. Los investigadores bombean gas de etileno en el tubo por el extremo opuesto de la oblea. Cuando la temperatura a ese fin se acercó a 800 grados, el etileno en descomposición, y el hierro en la oblea catalizó la formación de los nanotubos de carbono. Próximos pasos: Los investigadores están tratando de determinar si las distintas combinaciones de metales y los gases de hidrocarburos puede reducir la temperatura del catalizador aún más y mejorar la calidad de los nanotubos. Financiamiento: La investigación fue patrocinada por el MARCO de enfoque de Interconexión Centro y en parte por Intel (Gilbert Nessim, quien era un estudiante graduado en el laboratorio de Thompson, fue apoyada por una beca de Intel). Vanessa Gaviria CRF http://www.nanomercado.com/page/portada/_C3VTDDatmVGp8XHyim0gE6NrX7j_xU7p4Fz_qskva-A

Nanotecnologia: Polvo de diamante

Para conocer qué es la Nanotecnología, empecemos por aclarar el significado del prefijo "nano": este hace referencia a la milmillonésima parte de un metro. Un átomo es la quinta parte de esa medida, es decir, cinco átomos puestos en línea suman un nanometro. Bien, pues todos los materiales, dispositivos, instrumental, etc., que entren en esa escala, desde 5 a 50 ó 100 átomos es lo que se conoce con el nombre de Nanotecnología. ¿Qué es exactamente la nano tecnología y cuál su momento de nacimiento? Empezando por el final, yo me remitiría a una conferencia impartida en 1959 por uno de los grandes físicos del siglo pasado, el maravilloso teórico y divulgador Richard Feynman. Por aquél entonces, Feynman ya predijo que había un montón de espacio al fondo (el título original de la conferencia fue "There's plenty of room at the bottom") y auguraba una gran cantidad de nuevos descubrimientos si se pudiera fabricar materiales de dimensiones atómicas o moleculares. Hubo que esperar varios años para que el avance en las técnicas experimentales, culminado en los años 80 con la aparición de la Microscopía Túnel de Barrido (STM) o de Fuerza Atómica (AFM), hiciera posible primero observar los materiales a escala atómica y, después, manipular átomos individuales.. Ahora, con respecto a qué es la Nanotecnología, empecemos por aclarar el significado del prefijo "nano": este hace referencia a la milmillonésima parte de un metro. Para hacernos idea de a qué escala nos referimos, piensa que un átomo es la quinta parte de esa medida, es decir, cinco átomos puestos en línea suman un nanometro. Bien, pues todos los materiales, dispositivos, instrumental, etc., que entren en esa escala, desde 5 a 50 ó 100 átomos es lo que llamamos Nanotecnología. ¿Y algo de ese tamaño merece el "nombre" de material? ¿no es puro humo?... Sin duda, siguen siendo materiales y tienen su comportamiento específico... sólo que puede ser muy sorprendente. A esa escala las propiedades de los materiales cambian. Desde el color, que viene determinado por unas longitudes de onda demasiado grandes para estos tamaños, hasta propiedades como la conductividad, magnetismo, etc. que, a esa escala, pueden comportarse de modo muy diferente al que estamos acostumbrados a observar en el mundo macroscópico. Esto, en cierto modo, podría parecer un problema: imagina que partes de un material, con unas propiedades conocidas que, sin embargo, cambian completamente a escala nanométrica. ¡Pues es un despiste! Un material cualquiera, a escala óptica, tiene, pongamos cuatrillones de átomos que, juntos, interaccionan y dan como resultado unas determinadas cualidades del material. Cuando esa cifra la reducimos a unos pocos cientos, el salto afecta a la esencia misma del material. En definitiva, las propiedades dependen del tamaño. ¿Qué significa poder intervenir a ese tamaño, usando ese instrumental al que has hecho referencia al principio? Algo fundamental es que esta tecnología abre la posibilidad de creación de materiales a medida, a través de la manipulación de sus átomos. Y cuando digo manipulación lo digo en sentido estricto: conociendo las propiedades de los átomos, estos se pueden organizar de una determinada manera, uno a uno, como un LEGO, lo que da como resultado materiales de condiciones predeterminadas, que además no tienen por qué existir en la naturaleza. No obstante, a un nivel muy práctico, todavía, salvo excepciones, no se ha introducido la nanotecnología dentro de las fábricas, en una cadena de producción industrial, aunque, como digo, hay ya algunos resultados que sí resultan relativamente asequibles. ¿Es una tecnología muy cara? Desde el punto de vista de la investigación yo diría que no es de las más caras, ni mucho menos. En lo que respecta a la fabricación industrial, falta todavía bastante para llegar al nivel de rentabilidad, pero se apunta a una producción realmente masiva y con unos costes de producción muy bajos. Este aspecto económico es algo muy distintivo en la Nanotecnología: por la poca energía que consumen los dispositivos derivados y por la facilidad para situarlos en cualquier punto, se espera que acaben estando presentes en todos los objetos y materiales que nos rodean cotidianamente. Los análisis indican que estas tecnologías pueden llegar a revolucionar la economía, los sistemas de producción y los niveles de vida en un futuro inmediato. Un informe de la Institute of Nanotechnology (iniciativa británica parecida a la National Nanotechnology Initiative de los Estados Unidos) sobre la Nanotecnología en Europa hace un balance de aplicaciones que utilizan técnicas de la nanotecnología y que ya están disponibles para el consumo o están a punto de lanzarse al mercado. Dichas aplicaciones incluyen: * Nuevos sensores para aplicaciones en la medicina, en el control medioambiental y en la fabricación de productos químicos y farmaceuticos * Mejores técnicas fotovoltaicas para fuentes de energía renovable * Materiales más ligeros y más fuertes para la defensa, las industrias aeronaútica y automóvil y aplicaciones médicas * Envolturas "inteligentes" para el mercado de alimentos, que dan a los productos una aparencia de alimento fresco y de calidad * Tecnologías visuales que permiten pantallas mejores, más ligeras, finas y flexibles * Las llamadas técnicas de diagnóstica "Lab-on-a-chip" (literalmente "Laboratorio-en-un-micro(nano)chip" * Cremas de protección solar con nanopartículas que absorben los rayos UV (¿qué son las nanopartículas?) * Gafas y lentes con capas totalmente resistentes e imposibles de rayar * Y aparatos tan diversos y comúnes como impresoras, tocadores de CDs, airbags etc., cuya versiones más modernas contienen componentes logrados a través de la nanotecnología.   Muchos de vosotros se preguntarán cual puede ser la relación entre un diamante y la nanotecnología… el diamante, tesoro de nuestra naturaleza, nos sugiere a la vez belleza, pureza, perfección y fuerza. Pero además de haber fascinado la humanidad desde siempre, esta piedra tiene variedad de usos y ha demostrado ser de gran utilidad para muchas investigaciones. En lo que se refiere a los usos tecnológicos del diamante, la nanotecnología es uno de los más sorprendentes y prometedores. Como ya hemos comentado en este blog, la nanotecnología es uno de los campos de la ciencia que más está avanzando estos últimos años, permitiendo la fabricación de dispositivos electrónicos increíblemente pequeños. La ventaja de estar fabricados en diamante es, por un lado, su utilidad para posibles aplicaciones biomédicas del dispositivo, ya que el diamante es carbono puro, un material que no resulta tóxico ni alergénico cuando se introduce en el cuerpo de un ser vivo, a diferencia de los demás materiales empleados usualmente en Nanotecnología. Otra clara ventaja de utilizar el diamante es su resistencia superior frente al desgaste. Según un estudio recientemente realizado por la universidad de Bristol, el llamado "polvo de diamantes" ofrece la posibilidad de fabricar pantallas planas con mejor calidad de imagen, más resistentes y menos costosas para televisiones y otros dispositivos.

Metrología de Superficies

La metrología de superficies es una ciencia clave para el control de calidad en la industria, ya que muchas de las propiedades de los materiales dependen de las propiedades de los materiales, que a su vez dependen del acabado de la superficie, de la presencia de defectos, de la uniformidad de los recubirmientos, o de la precisión a la hora de definir los "patterns" en la nano-micro fabricación de dispositivos electrónicos. En la era de la nanotecnología, equipos que permitan caracterizar la superficie a escala nanométrica se hacen imprescindibles, tanto para las actividades de investigación básica, como para el control de calidad en los procesos industriales. Puntas AFM Veeco se compromete a ofrecer la mejor calidad del mercado en cuanto a puntas AFM. La fábrica de nanofabricación de puntas dedicada está equipada con la más alta tecnología que permite producir puntas para las aplicaciones actuales, y también puntas especiales para las aplicaciones del futuro. Veeco fabrica las puntas AFM para cumplir con requisitos de calidad muy estrictos. Para mantener esta calidad tan elevada, recomendamos a nuestros clientes la compra de puntas en paquetes de 10 puntas, eliminando la innecesaria exposición a la contaminación que se produce al abrir múltiples veces las cajas  más grandes o al manejar wafers. Ofrecemos descuentos sustanciales cuando se compran múltiples paquetes de 10 puntas, para que nuestros clientes se puedan beneficiar de precios por compras importantes, sin comprometer la calidad ni la comodidad. Perfilometría Mecánica La perfilometría mecánica o de contacto es una técnica de análisis superficial 2D, basada en un estilete. La técnica consiste en la medida del desplazamiento vertical que se produce en el estilete mientras se realiza un barrido lineal manteniendo constante la fuerza que éste realiza sobre la superficie de la muestra. La realización de barridos sucesivos y paralelos permite componer los resultados para obtener un mapa tridimensional con resolución nanométrica en el eje vertical. Existen numerosos estiletes diferentes para las distintas aplicaciones, con radios que van desde 50nm a 25µm, y de alta relación de aspecto para la caracterización de zanjas profundas y estrechas. Microscopía de Fuerza Atómica La microscopía de fuerza atómica se basa en la interacción entre una punta muy fina y la superficie de la muestra. Se trata de provocar un desplazamiento relativo entre punta y muestra mediante un barrido fino basado en materiales piezoeléctricos. Manteniendo la interacción punta - muestra constante, se obtienen mapas tridimensionales de resolución nanométrica en los tres ejes. El uso de puntas especiales con propiedades eléctricas, térmicas o mecánicas permite asimismo la caracterización de la muestra con respecto a estas interacciones. Un gran número de aplicaciones derivadas de esta técnica se basan en la manipulación de la muestra con estas puntas, como por ejemplo nanolitografía o estiramiento ("pulling") de proteínas. Microscopía Interferométrica La microscopía interferométrica es una técnica de no contacto para la caracterización de superficies en tres dimensiones. Los objetivos interferométricos disponen de un divisor de haz que envía una parte de la luz a la superficie de la muestra y otra parte a un espejo de referencia. La luz reflejada de estas dos superficies se recombina formando bandas de interferencia que se recogen en una cámara CCD. Para cada punto de la superficie existe una distancia del objetivo a la muestra que proporciona el enfoque (definido por la intensidad máxima de pico en las bandas de interferencia). Mediante un barrido vertical se localizan los puntos de enfoque para cada punto de la muestra, generando así un mapa tridimensional de la superficie, con resolución sub-nanométrica en el eje vertical. Vanessa Gaviria CRF http://www.telstar-instrumat.com/es/productos/metrologia+de+superficies.htm

Una Revolucion Materialista

Yogi Berra dijo alguna vez que todo era difícil de predecir, "especialmente el futuro", y esto es más elocuente cuando lo que se quiere es visualizar el futuro de los materiales: La evolución histórica de los materiales, según los especialistas, "comenzó por los materiales de fundición; posteriormente se amplió a los materiales metálicos y en otra etapa a los materiales industriales". En esta última fase se sembró el concepto de Generación de Valor con el objetivo de desarrollar materiales y procesos industriales con las normas de calidad de vida y con respeto al medio ambiente. En la pista de la evolución de la actividad, y con el propósito de incrementar la Generación de Valor al Cliente, se llegó de lleno en un nuevo concepto del material industrial, el Material de Uso Funcional. Este tipo de materiales, de tecnología más intrincada, se incorporó con más frecuencia a la vida cotidiana, como se aprecia en el caso de la medicina, o Biomedicina, más bien, donde hoy mismo se resuelven aspectos de biocompatibilidad de implantes, prótesis, catéteres, y muchas cosas más. De hecho, aparecen nuevas drogas y medicamentos con nuevos dispositivos para la salud. También se habla de lentes perfectos que varían sus propiedades ópticas en función de la radiación que captan; y de seguridad, de comunicaciones, de componentes estructurales de aviones y de automóviles. Se han creado edificios sensibles de daño, y que alertan a los administradores de las piezas que deben ser reparadas para prevenir averías que puedan poner en peligro a los habitantes. Los científicos han inaugurado una nueva era de materiales avanzados que han empezado a imitar a los naturales. En un futuro próximo, surgirá una tercera generación de biomateriales cuyo campo de aplicación en la biomedicina habrá crecido vertiginosamente, hasta imitar a los tejidos humanos, o materiales fotónicos que permitan el transporte y almacenamiento de información de forma más rápida y eficaz que los actuales sistemas electrónicos. El eminente científico español Emilio Castro Otero, del Departamento de Física de la Materia Condensada de la Universidad de Santiago de Compostela, desplegó en una larga entrevista, que "los nuevos materiales del futuro serán nano, inteligentes y biomiméticos". El trabajo del investigador español se enfoca ahora al estudio de las propiedades de un tipo de plástico, los copolímeros de bloque, que ya están en el horizonte de los laboratorios. Según el investigador, los nuevos materiales que ocuparán las posiciones más comunes en la vida cotidiana son mezclas de las grandes familias de materiales tradicionales: "el desarrollo de nuevos materiales va dejando obsoletas las clasificaciones en cerámicas, metales, polímeros, materiales compuestos, biomateriales, semiconductores, superconductores, materiales magnéticos y catalizadores. El futuro está en el mestizaje". Durante el resto del siglo XXI "conviviremos con nuevos materiales que se desarrollarán a partir de materiales ordinarios (cerámicas, metales, polímeros, materiales compuestos y biomateriales) y destacarán por los tres aspectos principales ya mencionados. La inteligencia de los materiales Desde los laboratorios, cada vez con mayor ímpetu, los materiales inteligentes está revolucionando la forma de concebir la síntesis de materiales, ya que están diseñados para responder a estímulos externos, extender su vida útil, ahorrar energía o simplemente ajustarse para ayudar al confort del ser humano. Según algunos pronósticos, el desarrollo de materiales "inteligentes" les permitirá a los objetos convertirse en entes auto-replicantes, auto-reparables y, si fuera menester, auto-destructibles, reduciéndose con ello los residuos y aumentando su eficiencia. Los materiales biomiméticos intentan replicar o, más bien, mimetizar los procesos y materiales biológicos, tanto orgánicos como inorgánicos. Algunos investigadores opinan que si se puede profundizar aún más en "los procesos utilizados por los organismos vivos para sintetizar minerales y materiales compuestos servirá, por ejemplo, para desarrollar materiales ultra-duros y, a la vez, ultraligeros para las aeronaves". Por otro lado, los científicos han estado buscando materiales que – revestidos con sensores y controles – puedan actuar como lo hacen los sistemas biológicos. De hecho ya hay algunos progresos en ese sentido en lo que han dado en llamar "materiales inteligentes", lo que permite suponer que en breve tiempo habrá materiales que efectivamente puedan auto-reparase o "adaptarse autónomamente en determinadas condiciones ambientales". Como ejemplos se han citado: "un puente que podría reforzarse a sí mismo y sellar grietas durante un terremoto, o un automóvil que podría recuperar su forma original después de un accidente". Semejantes a los sentidos de los seres vivos, estos sistemas podrían adaptarse a diferentes exigencias y solucionar cualquier daño posible. Sin embargo, los científicos hablan de un montón de ayudas extras, de soportes, como motores y "actuantes" que deben conducirse de manera parecida a los músculos, en tanto que los "sensores deben comportarse como nervios, y contar con memoria y redes computarizadas que representen al cerebro y la columna vertebral". Los materiales inteligentes que ya han sido investigados son los materiales compuestos multifuncionales, capaces de absorber las vibraciones y reducir la contaminación sonora. Cuando el material comienza a vibrar sus sensores se activan. Entonces, "la señal del sensor es procesada por un regulador que controla a su vez a los "actuantes" integrados, para absorber las vibraciones. Unas fibras cerámicas milimétricas son utilizadas para convertir la tensión mecánica o térmica en señales eléctricas. En particular, la medicina está aprovechando la aparición de los materiales inteligentes. Lo más llamativo en este campo han sido los pequeños tubos de metal conocidos como stents, y que son implantados en las arterias para reforzarlas y prevenir bloqueos posteriores. "Los stents del futuro serán inteligentes –explican los científicos-. Se inyectarán en las venas, mediante procedimientos médicos sencillos, y asumen la forma deseada en la arteria afectada, ensanchándola y mejorando la circulación sanguínea". La transformación será accionada por la temperatura corporal, evitando una intervención complicada para el paciente. Hay experiencias, además, con materiales sintéticos que tienen "efecto de memoria". Existen hilos que se anudan solos, espirales que recuerdan su forma extendida original. Los "materiales con memoria" recuerdan su forma y ante el calor o la luz, por ejemplo, regresan de inmediato a su forma de origen. Los polímeros tienen futuro Por el lado de los polímeros, algunas aplicaciones ya se salieron de las páginas de la ciencia ficción para incorporarse a la revolución tecnológica que tiene lugar en la Bioingeniería y las Nanotecnologías. Como se mencionaba, ya existen materiales inteligentes que modifican sus propiedades en relación con las necesidades de cada momento, como los tejidos que detectan la temperatura del cuerpo y transpiran en mayor o menor grado para resultar más cómodos. Asimismo, algunos materiales compuestos pueden ser empleados para el almacenaje y control de energías limpias, como pilas de combustible, o de hidrógeno. Existen nuevos polímeros conjugados que presentan propiedades lumínicas muy especiales con calidades de pantallas más baratas y planas que las actuales, inclusive pueden doblarse. Se habla, además, de pinturas con polímeros que permiten iluminar los espacios con distintos colores, dependiendo del humor de los habitantes. En definitiva, los futuros desarrollos tratarán de producir mejores polímeros, más baratos y con menor impacto ambiental, ofreciendo una mayor calidad de vida a los ciudadanos. Pero los polímeros en su mayoría proceden de los hidrocarburos, y su reciclaje sigue siendo un reto, por eso los materiales con las propiedades de los polímeros, pero cuyo impacto ambiental no sea muy alto podrían convertirse en una gama infinita de productos de gran importancia: "con los nuevos polímeros se podrán fabricar o construir objetos cada vez menos pesados y con las mismas cualidades que otros armados con otros materiales más tradicionales, desde coches hasta músculos artificiales…" Sin embargo su avance depende del mercado. Las nanofábricas La hazaña de diseñar y manipular en tamaños diminutos tendrá premios en casi todas las esquinas de la realidad. Los nanomateriales, con soluciones a escala molecular, se convertirán en los motores conductores de los avances tecnológicos de este nuevo siglo. "La nanotecnología -según definen-, es la ciencia de fabricar y controlar estructuras y máquinas con tamaños menores a un micrón". Como punto de comparación, el diámetro de un pelo humano es aproximadamente 50 micrones. Nuevas técnicas de nanofabricación prometen un campo de investigación que puede ser crucial para la competitividad de las economías en el futuro. La nanotecnología, y los nuevos materiales, han hecho surgir a los llamados "metamateriales", que son una nueva clase de materiales con propiedades no observadas en la naturaleza. En una entrevista que apareció en BBC Mundo, Daniel López, un investigador del Laboratorio de Nanofabricación de Bell Labs, de Lucent Technologies, recalcó que hoy en día existen técnicas de nanofabricación que permiten elaborar estructuras con tamaño mucho menor que un micrón. Y definió a los metamateriales como compuestos ordenados cuyas propiedades físicas son distintas a la de sus constituyentes. "Por ejemplo, el índice de refracción de un metamaterial puede ser negativo mientras el índice de refracción de las partes constituyentes es siempre positivo". Muchos metamateriales se fabrican con técnicas de nanotecnología similares a las que se usan para fabricar micromáquinas y circuitos integrados. Un ejemplo es la fabricación de lentes planos. En general, la forma de los lentes ópticos es lo que define sus propiedades, pero con los metamateriales se pueden fabricar lentes planos que permitan enfocar luz en áreas más pequeñas que la longitud de onda de la luz. "Mientras en un lente de vidrio, la forma y detalles de la superficie definen sus propiedades, en un metamaterial el tamaño de sus componentes es el que define sus características". Los metamateriales no sólo se fabrican con nanotecnología, también se les fabrica con la microtecnología. Es importante poder fabricar artificialmente estos metamateriales con tamaños del orden de nanómetros a varios micrones, para poder diseñarlos para el uso que uno quiere. Cabe recordar que para aplicaciones ópticas, el tamaño de las partes que forman el metamaterial varían desde nanómetros hasta un micrón, mientras que para aplicaciones en comunicaciones se necesitan tamaños entre micrones a milímetros". Una ventaja de los metamateriales, según plantea este investigador, es que ya hay quien piensa usarlos en las llamadas computadoras ópticas, aunque por el momento aún no hay ningún resultado. Las ventanas abiertas del porvenir En cuanto a las investigaciones más interesantes sobre nuevos materiales, Castro Otero señala que los más destacado se hallan en el diseño de materiales a la medida (empezando por su composición, fases constituyentes y microestructura), con el fin de obtener un material con unas propiedades adecuadas para una aplicación determinada. Sin embargo, reconoce que por ahora no es posible abarcar todas las líneas de investigación abiertas y prometedoras que impulsan a la ciencia y tecnología de materiales (sólo en la Unión Europea hay más de 1,400 proyectos de investigación, y de las variadas investigaciones en nanomateriales buen número permitirán la liberación de fármacos (drug delivery, en inglés) ultra-precisos, nanomáquinas para la microfabricación, dispositivos nanoelectrónicos, tamices moleculares ultra-selectivos y nanomateriales para vehículos de alta complejidad, como los aviones. En el caso de los materiales inteligentes hay ya experimentos muy adelantados con músculos artificiales y materiales que pueden 'sentir' sus propias fracturas. Entre los materiales biomiméticos sobresalen las investigaciones para la obtención de seda sintética con propiedades similares a la de las telarañas, por chips de ADN o por el crecimiento de cristales en el interior de 'jaulas' víricas". Asimismo, el acento se pone en el tema del medio ambiente y el desarrollo sostenible. Lo que se refleja en la búsqueda de nuevas tecnologías "para la generación de energía, dispositivos energéticamente más eficientes y materiales reciclables y menos tóxicos". Por otro lado, en el campo de la salud se investiga en "el desarrollo de huesos y tejidos artificiales biocompatibles, sistemas de liberación de fármacos más eficientes y seguros y sistemas de depuración de agua. En el terreno de las Tecnologías de la Información, los científicos están encontrando nuevos materiales magnéticos, ópticos y electrónicos. Para los interesados en temas de empaque y embalaje, y la creación de nuevos aditivos, las investigaciones no tardan en hacer caer como una cascada numerosos productos nuevos. De igual modo, en el ámbito del transporte, ya se habla de estructuras ultra-ligeras de aluminio, de sistemas de frenado para trenes de alta velocidad, de aviones más estables o de teselas aislantes para la reentrada a la tierra de transbordadores espaciales…" El futuro, como se palpa, es una caja de sorpresas. Vanessa Gaviria CRF http://www.ambienteplastico.com/artman/publish/article_647.php

Micro/Nanofabricación e Instalaciones

Micro/Nanofabricación e Instalaciones Esta área engloba a los servicios de Nanofabricación, Acoplo y Encapsulado e Instalaciones y Equipos así como la línea o área emergente de investigación y desarrollo tecnológico en Fotovoltaica. Se trata de un área con un enfoque claramente tecnológico y aplicado. Gracias a los equipos de fabricación en volumen de los que dispone y a su personal altamente cualificado, formado en su mayoría en la industria, esta área ofrece capacidades únicas en España en cuanto a prototipado y fabricación de dispositivos fotónicos en silicio incluyendo el encapsulado final. Nanofabricación Objetivos El principal objetivo del grupo de Nanofabricación es dar servicios de micro/nanofabricación de estructuras en obleas de silico, en particular dispositivos fotónicos y fotovoltacios, a las demás áreas del centro y a clientes externos. El Centro de Tecnología Nanofotónica posee extensa experiencia, contrastada a nivel europeo, en el diseño y modelado de estructuras fotónicas tales como cristales fotónicos, anillos resonantes e interferómetros que permiten desarrollar dispositivos ópticos pasivos tales como filtros, acopladores, multiplexores / demultiplexores, compensadores de dispersión, módulos de enlaces WDM, sensores biofotónicos, etc. Todos estos dispositivos se basan en estructuras nanofotónicas (hilos fotónicos y cristales fotónicos) que debido a su escala nanométrica, permiten incrementar la interacción entre la luz y la materia. De este modo se consiguen componentes de altas prestaciones y reducidas dimensiones, lo que permite reducir sus costes y ampliar el ámbito de interés de la fotónica a más sectores industriales (fotónica aplicada a las telecomunicaciones, biomedicina, espacio, computación, electrónica de consumo) incentivando y contribuyendo al desarrollo industrial en alta tecnología en nuestro entorno. Contamos con una amplia experiencia en el desarrollo de nuevos procesos de fabricación de dispositivos a medida. Aunque el enfoque del centro y de esta área en particular es aplicado, la línea de nanofabricación en silicio que tenemos nos permite también crear estructuras nanométricas complejas de gran interés científico y tecnológico tales como los denominados metamateriales, que nos permiten estudiar fenómenos electromagnéticos muy novedosos (índice de refracción negativo, invisibilidad...) y de gran impacto académico. Resultados Se ha conseguido demostrar y desarrollar dispositivos, tanto pasivos como más recientemente activos o sintonizables (diodos fotovoltaicos y próximamente moduladores y detectores) en Silicio para la implementación de diversas funcionalidades, entre las que cabe destacar: La distribución de señales de alta velocidad u operaciones lógicas todo-ópticas en chip CMOS. El sensado de contaminantes en el medio ambiente (agua, atmósfera…). La detección de los niveles de concentración de determinados micro-organismos en una muestra de sangre o saliva. Avances tecnológicos en la fotovoltaica desde el punto de vista de la fotónica del dispositivo para aumentar la eficiencia energética. Imagenes V-GROOVE Cristal Fotonico Vanessa Gaviria CRF http://www.ntc.upv.es/fabricacion.html

Sistemas y redes opticas

Sistemas y redes opticas El Área de Sistemas y Redes Ópticas abarca las investigaciones y los desarrollos tecnológicos del Centro de Tecnología de Nanofotónica en el campo de la redes de comunicaciones. Este Área investiga y desarrolla nuevas arquitecturas, tecnologías y dispositivos para conseguir redes ópticas con mayor capacidad de transmisión, con mayor alcance, con menor coste de instalación y operación, y con el menor consumo energético posible. El área se divide en 5 líneas de investigación: 1. Acceso Óptico y Redes de Nueva Generacion Investiga arquitecturas y tecnologías para la red de acceso basadas en fibra óptica (FTTH, fibre-to-the-home) capaces de proporcionar altos regímenes binarios (superiores a decenas de Gigabit/s por usuario) en una gran zona geográfica de la manera más económica posible en cuanto a despliegue, operación, mantenimiento y consumo energético. Esta área también investiga arquitecturas híbridas radio- fibra óptica capaces de proveer un alto régimen binario vía radio-frecuencia junto a la conectividad óptica para usuarios en movilidad, tanto en redes de acceso como en instalaciones en edificios. Estas arquitecturas utilizan las últimas tecnologías como radio de banda ultra-ancha (UWB, ultra-wideband), WiMAX o LTE entre otras. Distintas técnicas para aumentar la capacidad de la red óptica, como multiplexación en sub-portadoras (SCM, sub-carrier multiplexing), multiplexación división por división en longitud de onda (DWMD, dense wavelength división multiplexing), o multiplexación en polarización (PDM, polarization-division multiplexing) son también investigadas. Arquitecturas de red tipo red óptica pasiva (PON, passive optical networks) y también en redes de acceso con secciones de amplificación son consideradas, así como nuevos esquemas de generación de señal y de modulación. Técnicas novedosas para mitigar los principales factores limitantes de la transmisión óptica, como la dispersión modal por polarización (PMD, polarization-mode dispersión) en fibras mono-modo, o la dispersión modal (MMD, multi-mode dispersion) en fibras multi-modo son también investigadas en esta línea de investigación. 2. Conmutacion optica La línea de conmutación óptica está dedicada a la investigación de dispositivos, sistemas y arquitecturas para la conmutación temporal y espacial de señales ópticas digitales y paquetes. Para ello se usan tecnologías de semiconductor: Matrices de conmutación espacial Conversores de longitud de onda Filtrado espacial Dispositivos multi-lambda Buffers y memorias ópticas … Optical packet switching network architecture Optical packet switching node architecture 3. Procesado óptico de RF/THz   La línea de Procesado óptico de RF/THz está dedicada a la investigación de técnicas ópticas para el procesado de señales de frecuencias de microondas y THz. La tecnología óptica ofrece ventajas como gran ancho de banda, facilidad para implementar retardos, bajo peso y volumen, inmunidad frente a interferencias electromagnéticas… La línea se divide en los siguientes temas: Arquitecturas de conformación óptica de haces: Diseño y análisis de redes de conformación de haces en agrupaciones de antenas basadas en técnicas ópticas que ofrecen ventajas como facilidad para implementar retardos (TTD, true time delay) integración con sistemas de alimentación remota de antenas, implementación de conformadores compactos… Filtrado óptico de señales de RF: Estudio de técnicas para filtrar de forma óptica señales de radiofrecuencia. Estas técnicas permiten usar un único filtro sintonizable un gran margen de frecuencias (desde continua hasta 100 GHz) posibilitando su integración en redes de distribución radio-fibra. Técnicas RoF para la medida precisa de longitudes de onda: Estudio de técnicas para medir variaciones de longitud de onda con alta precisión para la caracterización/monitorización de fuentes ópticas. 4. Láseres y dispositivos de fibra óptica El Centro de Tecnología Nanofotónica ha incorporado recientemente la capacidad de desarrollar y fabricar láseres de fibra óptica de características específicas según la necesidad de la aplicación. Los láseres de fibra óptica son una solución fiable y de bajo coste de mantenimiento para sistemas que requieran de fuentes de luz coherente y de una elevada calidad de haz. Nuestro objetivo es explotar las excelentes propiedades de los láseres de fibra óptica para su aplicación en nuevos campos de alto interés tecnológico, centrándonos en la investigación y desarrollo de los siguientes tipos de láser: Láseres DFB "multiwavelength" para generación y procesado fotónico de señal RF. Láseres de fibra de emisión en IR medio para la detección de firmas espectrales en gases. Láseres "mode-locked" para muestreo optoelectrónico. 5. Fotónica de micro-ondas y en la banda de THz La banda de THz comprende los rangos de frecuencia de 300 GHz a 10 THz, estando comprendida entre las frecuencias de microondas/milimétricas y las del infrarrojo. Tradicionalmente se ha considerado esta región del espectro como un Gap entre las tecnologías de microondas y las ópticas, ambas bien desarrolladas en la actualidad, pero que no cubren bien la región de THz. En las últimas décadas se han buscado aplicaciones interesantes de estos T-rays, que tradicionalmente se había limitado a la radioastronomía. Se ha descubierto que numerosos materiales poseen una huella espectral unívoca en este rango de frecuencias, resultando de gran interés su caracterización e identificación. Así pues, ciertas drogas y sustancias explosivas pueden ser detectadas, por lo que resulta interesante como aplicación en seguridad. Tomografía e imagen por THz encuentran gran utilidad en el ámbito médico. También se busca caracterizar muchos materiales semiconductores en este rango de frecuencias. En el campo de las telecomunicaciones, enlaces de THz aumenta de gran manera el ancho de banda de transmisión. Sin embargo, la atmósfera terrestre tiene una gran absorción en este rango de frecuencias, por lo que enlaces de THz estarían limitados a pequeños radios, o bien a enlaces en ausencia de atmósfera como pueden ser los intersatelitales. Debido a estas aplicaciones tan prometedoras, ha surgido un creciente interés en desarrollar dispositivos capaces de operar a frecuencias de THz. Actualmente la tecnología no es muy madura, y existen discretos avances en las fuentes y detectores de THz. Uno de los esquemas de generación y detección en el rango de THz es la llamada espectrocopía en el dominio del tiempo (tHz-TDS), en el que se emplean fuentes ópticas pulsadas tanto para la generación como la detección de una radiación de THz gracias al empleo de elementos fotoconductores. Esta señal de onda se recoge en el dominio del tiempo, por lo que aplicando transformadas de Fourier se puede obtener información de respuestas en frecuencia de muestras bajo estudio con información de fase incluida. Otra manera de generar radiación de THz es con el fotomezclado de señales ópticas en fotodetectores. En estos casos la frecuencia máxima generada viene limitada por el ancho de banda del elemento fotodetector, por lo que los esfuerzos están enfocados en mejorar los materiales empleados. Recientemente han ido apareciendo láseres que emiten en el rango de los THz, los Quantum Cascade Lasers. Sus prestaciones son todavía limitadas, puesto que deben trabajar a temperaturas muy bajas. Estructura de un Foton Fotonica de Microndas Vanessa Gaviria CRF http://www.ntc.upv.es/sistemas.html Imagenes: http://factotem-cm.net/infraestructura.html http://www.een.bris.ac.uk/cost288/training%20school/html/speakers.html http://www.cinstrum.unam.mx/~claustro.instrumentacion/