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Nano Tecnología Médico Moderno No 8 Abril 2012 Dr Luis Roberto Pérez Méndez GRUMI CIA Nanotecnología. ¿Qué es? • Máquinas mucho más pequeñas y ligeras que por ej los glóbulos rojos. • Realizarían hazañas “de película”. – Viajar en los vasos capilares hasta llegar a las cel enfermas, entrar en ellas y repararlas. Nanotecnología. ¿Qué es? – Curando enfermedades de todo tipo. – Revirtiendo el envejecimiento. – Volviendo al cuerpo más fuerte y veloz. • El tamaño sería incluso menor que el de un virus. Historia • 1959. Richard O Feynman la presentó como una posibilidad de manejar a los átomos “de la manera que quisiéramos”. • Conferencia en el Instituto de Tecnología de California (Caltech). Reunión de Sociedad Física Americana que llamó: “There´s plenty of room at the bottom (“Hay mucho espacio al fondo”). Historia Richard Feynman Historia • “Habría una incontable cantidad de descubrimientos si se pudiera fabricar materiales del tamaño de los átomos o de las moléculas”. • “El problema es la falta de métodos apropiados para hacerlo”, aunque predijo que llegaría el momento en que eso se lograría. • Al final lanzó 2 retos que premiaría c/u con 1000 dólares. Historia • 1º: Construir un motor diminuto: se logró en 1960 por un artesano William McLellan, que lo fabricó usando herramientas convencionales. Historia • 2º: Escribir la Enciclopedia Británica en una cabeza de alfiler (reducir a 1/25 000 el tamaño de una página): 1985 un estudiante graduado en Stanford, Tom Newman lo hizo con la 1ª página de la novela “Historia de 2 Ciudades”. Historia • 1981: Ing. Investigador K. Eric Drexler publicó: “Ingeniería Molecular: una aproximación al desarrollo de las capacidades generales para la manipulación molecular”: 1er artículo sobre nanotecnología molecular. • 1986: el mismo: “Máquinas de la Creación: el advenimiento de la era de la nanotecnología”: propone construir objetos grandes a partir de sus componentes atómicos y moleculares, lo que significaría que partículas nano se replicarían o duplicarían para crecer poco a poco, hasta crear máquinas para la vida diaria. Nano o Infinitamente Pequeño • EQUIVALENCIAS: • Reducir 1 unidad a la 10-9: milmillonésima parte de 1. • 1 Nanómetro = milmillonésima parte de 1 metro. • La milésima parte de 1 micra (ug). Nano o Infinitamente Pequeño • • • • • Ejemplos: 1 mosquito = unos mm (10-3). Diámetro de 1 cabello: decenas de micras (10-6). 1 Bacteria = 1 micra o menos. 1 nanómetro la milésima parte de una bacteria. Nano o Infinitamente Pequeño • 1 nanómetro: virus y moléculas de ADN. • 1 nanómetro: alineamos menos de 1 decena de átomos. Nano o Infinitamente Pequeño • Nanotecnología: habilidad de diseñar y manipular elementos en la nano-escala, es decir trabajar la tecnología a escala nanométrica. • Fabricación de artefactos a escala atómica o molecular. • Nanomateriales o Nanoestructuras: materiales con una estructura a escala nanométrica. Nuevos Materiales para Nanoartefactos • Las nanopartículas han demostrado tener excepcionales propiedades que no poseen materiales a escalas mayores (micrométrica por ej). • Actualx ha surgido una fuerte corriente mundial de técnicos, ingenieros y científicos impulsores de la nanotecnología • Principalmente en: nanomáquinas, nanoelectrónica, nanomedicamentos, nanomateriales, etc. Nuevos Materiales para Nanoartefactos • Las nanopartículas en el caso de la Óptica: • Dispersan la luz de forma diferente como la hacen las de escala micrométrica: • Crea colores distintos y presentan diferente transparencia óptica: Nuevos Materiales para Nanoartefactos • Útil para bloquear la luz solar dañina (bloqueadores solares). • La luz podría desplazarse sobre nanotubos de carbón miles de veces + peq a la fibra óptica. Nuevos Materiales para Nanoartefactos • Existen ya artefactos y sustancias que usamos y no sabemos que utilizan ésta tecnología: – Espejos que no se empañan – Vitaminas grasas solubles en líquidos. – Diminutos Chips de computadoras: tuvieron su origen en los transistores de Silicio que siguen la “Ley o Predicción de Gordon Moore.” Nuevos Materiales para Nanoartefactos • Gordon Moore: cofundador de Intel 1965: observó que en los últimos 3 años se había duplicado c/año la cantidad de componentes integrados en un chip de silicio (era de 50). • Moore predijo que esa tendencia duraría 10 años más hasta llegar a 65,000 componentes c/año. • La realidad superó la “Ley de Moore”: el número se duplica c/18 meses y c/uno tiene millones de componentes y c/vez son + peq. Nuevos Materiales para Nanoartefactos • Biología Molecular: todo organismo está formado por moléculas. • Hoy los medicamentos interactúan con los receptores celulares (moléculas que constituyen las proteínas). • El medicamento recorre todo el cuerpo hasta llegar al sitio requerido, donde actúa. • Dentro de poco: nuevos tx vs enf que se combatirán con nanodispositivos colocados debajo de la piel o dentro de los músculos: • Liberación gradual (como ahora implanon, parches antitabaco, etc). Constructores de lo Diminuto • Drexler: máquinas de tamaño molecular, que manipulen un átomo a la vez: nanorobots. • Poseen “brazos” con los que toman y mueven átomos para construir. • E 2 tipos: • 1) Ensambladores • 2) Ensambladores auto-replicantes. Constructores de lo Diminuto • 1) Ensambladores: tienen el tamaño de una célula y pueden tomar un átomo o una molécula para crear artefactos sumando un átomo a otro. • 2) Ensambladores auto-replicantes: trabajan para construir objetos del tamaño que sea, haciendo copias de sí mismos en cantidades que puedan llegar a trillones, construyendo lo que se les programe: edificios, naves espaciales, etc. Constructores de lo Diminuto • El trabajo de los nanorobots va con la propuesta de “abajo-arriba”, que es contraria a la propuesta convencional de “arriba-abajo”. (ex del recipiente frío-caliente de M. A. Cornejo). • “Arriba-abajo”: Grandes masas de plástico, madera, acero, etc, que se moldean de la manera que se desea. • “Abajo-arriba”: se amontonan átomos para construir moléculas que se ensamblan hasta llegar a los objetos. Constructores de lo Diminuto • Ya existen los nanotubos: moléculas de carbón ensambladas para formar una malla hexagonal que se unen para formar un cilindro par3ecido a un tubo de alambre. • Son 100 veces + fuertes que el acero y 50,000 veces + delgado que un cabello. Constructores de lo Diminuto • Son la base de los nanorobots que en un futuro recorrerán el cuerpo humano destruyendo virus, bacterias, limpiando arterias o reparando vasos sanguíneos rotos o dañados. Futuro • Limpiar derrames de petróleo. • Eliminar desechos tóxicos. • Técnicas de camuflaje que se adapten a las condiciones del terreno. • Telas que simulen el medioambiente. • Chalecos blindados de nanotubos de Carbón, seguros y ligeros. • Proyectiles de mayor penetración. Futuro • Armas químicas o sistemas de ataque nanotecnológico que afectarían los sistemas electrónicos o de defensa del enemigo. Futuro: Informe de investigadores de la Universidad de Toronto • 15 aplicaciones + prometedoras: • 1) Almacenamiento, producción y conversión de energía. • 2) Armamento y sistemas de defensa. • 3) Producción agrícola. • 4) Tx y remediación de aguas. • 5) Dx y cribaje de enfermedades. • 6) Sist de admón. de fármacos. Futuro: Informe de investigadores de la Universidad de Toronto • • • • • • • • • 7) Procesamiento de alimentos 8) Remediación de la contaminación atmosférica. 9) Construcción. 10) Monitorización de la salud. 11) Detección y control de plagas. 12) Control de desnutrición. 13) Informática 14) Alimentos transgénicos. 15) Cambios térmicos moleculares (nanotermología). Futuro • Hay infinidad de seguidores de la nanotecnología, por sus beneficios, pero también hay detractores que argumentan que podría venirse en vs de la humanidad e incluso destruirla. • La principal objeción es vs los nanorobots auto replicantes: pueden copiarse hasta sumar trillones. • Podrían cubrir incluso el planeta de nanorobots, si no se detiene su desarrollo en cierto punto. Futuro • Se corre el riesgo de que puedan actuar por su propia cuenta. • Un solo nanorobot autoreplicante podría ser el detonante de ese potencial desastre. – Como hoy pasa con los virus humanos y computadora • En México incluso ha habido actitudes violentas de algunos grupos sociales radicales que han atacado instalaciones donde existe investigación (UNAM). – Futuro • Argumentos de estos grupos: • 1) El mundo y la vida están en peligro de colapso por lo impredecible de ésta tecnología. • 2) Podría sumir más en el atraso económico a los países pobres al no poderse sumar a ésta tecnología, con el enriquecimiento de los ricos. • 3) Sería una tecnología de mayor sometimiento de los países tercermundistas por parte de los 1er mundistas. – Futuro • Sin embargo NO HAY MARCHA ATRÁS. • PREPÁRENSE MÉDICOS DEL GRUMI PARA ÉSTE FUTURO INMINENTE (“SI ES QUE NOS TOCA”). –