martes, 22 de diciembre de 2009

TENDENCIAS TECNOLÓGICAS MEMS

Proyectan fabricar una libélula artificial que vuela mediante nanomúsculos 

Se desarrollará un sistema de nanosistemas inspirado en la biología para obtener un revolucionario ingenio militar

Una libélula de silicio que mide 6 centímetros y que sólo pesa 120 miligramos es el último proyecto de la empresa especializada en miniaturización SilMach. Basado en nanomúsculos, el proyecto se propone desarrollar un sistema de nanosistemas inspirado en la biología. El principal escollo con el que se encuentra el proyecto es la creación de una batería lo suficientemente potente y ligera como para que el insecto artificial pueda mover sus alas. Aunque se trata de una investigación exploratoria, de alcanzar resultados las principales aplicaciones serán militares, ya que este avión no tripulado es insensible a la contaminación e invulnerable a las armas convencionales, toda una innovación en términos de discreción tanto acústica como óptica. Por Yaiza Martínez.




La empresa Silicon Machinery (SilMach), del laboratorio Femto-st de Besançon, en Francia, ha puesto en marcha un proyecto cuyo objetivo es construir y hacer volar una diminuta máquina que parece una libélula. Este robot en miniatura batirá sus cuatro alas gracias a un innovador sistema.

La libélula tendrá un tamaño de sólo 6 centímetros, estará fabricada con silicio y pesará 120 miligramos: 18 miligramos la estructura mecánica pasiva, 2 miligramos el sistema de propulsión del batimiento de alas y los 100 miligramos restantes de unas microbacterias denominadas MEMS (Micro Electro Mechanical Systems o sistemas mecánicos microelectrónicos) que se colocarán en las alas, a modo de nanomúsculos.

MEMS es un sistema que consiste en la integración de elementos mecánicos, operadores y electrónicos, así como de sensores, en un sustrato de silicio, mediante tecnología de microfabricación. Los componentes micromecánicos se acoplan al silicio gracias a procesos “micromecanizados”, que sitúan selectivamente los elementos en la superficie o que añaden a ésta nuevas capas estructurales.

MEMS es una tecnología destinada a permitir el desarrollo de productos inteligentes y a aumentar la capacidad computacional de la microelectrónica, puesto que posibilita un mayor control de los microsensores y de los microoperadores.

Nanomúsculos artificiales 

El proyecto de la libélula micromecánica de SilMach propone distribuir la energía necesaria para el vuelo por toda la superficie de las alas, en lugar de emplear un único motor situado en la base del diminuto robot. El sistema mecánico distribuido integrará 180.000 nanomúsculos artificiales de 9 nanogramos que se situarán en las alas, y que permitirá desarrollar una potencia mecánica útil de 80 mW.

El funcionamiento es sencillo: los músculos (situados en las láminas elásticas de las alas y en sus extremidades) se inclinan, se contraen y se estiran en función de la tensión eléctrica (de entre 100 y 150 voltios). Desde sus puntos de anclaje se genera la flexión, a varias decenas de pulsaciones por segundo, de las alas. La amplitud del batimiento de éstas alcanza los 40º, al igual que el modelo animal.

Uno de los desafíos tecnológicos pendientes es hallar la micro-fuente energética necesaria para hacer volar a la libélula. Un insecto volador quema sus grasas animales, lo que le da una capacidad energética cercana a los 50.000 julios/g (un julio es el esfuerzo que se debe realizar para producir un vatio por segundo). Las mejores baterías de litio actuales no producen más de 360 julios/g. El desarrollo de una batería en miniatura y ultraligera es una tarea difícil, que tendrán que llevar a cabo los investigadores del CEA francés, al igual que las microbacterias MEMS.

En lo que se refiere al peso de los motores, en la actualidad el motor electromagnético más pequeño comercializado pesa 91 miligramos, y aunque cuente con una transmisión de potencia auxiliar, no desarrolla más de 0,5 W/g. Por lo tanto, llevará cierto tiempo poder ver volar a la libélula electrónica. Sin embargo los avances que se vayan consiguiendo en el sistema, cualesquiera que sean, abrirán nuevas posibilidades en el sector de la miniaturización.

Además de esta fuente de energía minaturizada, este pequeño robot deberá integrar asimismo sensores, emisores de información y un cerebro para coordinar sus movimientos, antes de estar operativa.

En 2004, el primer prototipo operativo creado por SilMach puso en evidencia que esta nueva fórmula de transducción (transformación del efecto de una causa física –como presión o temperatura- en señales eléctricas) es 100 veces más eficaz que las fórmulas de transducción de energía electromagnética actuales.

Ingenio militar sin precedentes 

Tal como explica al respecto el Ministerio de Defensa, esta libélula artificial ha sido encargada por el ejército francés. Una de sus aplicaciones sería sobrevolar territorios sin ser percibida para transimitir información estratégica a los sistemas de defensa del país.

En realidad se trata de un minúsculo avión no tripulado que es insensible a la contaminación y a las armas convencionales, aunque se le podría destruir de un manotazo. Un ingenio militar sin precedentes en términos de discreción tanto óptica como acústica.

Sus artífices hablan de una ruptura tecnológica como la que supuso el Concorde en su época. En realidad, se trata de crear un sistema de nanosistemas inspirado en la biología, si bien las aspiraciones de equiparar esta tecnología con un sistema vivo son bastante modestas: un insecto tiene una capacidad energética parecida a la de la gasolina, mientras que lo que se alcanza con las actuales baterías de litio está muy por debajo de esta proeza biológica.

Enjambres de insectos-robots sustituirán a los aviones de reconocimiento no tripulados

Serán guiados por un sistema de inteligencia colectiva que desarrolla el ejército australiano

Los actuales aviones de reconocimiento no tripulados, que obtienen información más rápida y económicamente que los satélites o las misiones tripuladas, serán sustituidos dentro de 10 o 15 años por enjambres de miles de robots que imitan el comportamiento de los insectos gracias a un sistema de inteligencia colectiva en cuyo desarrollo trabaja el ejército australiano. Matemáticas avanzadas y algoritmos complejos constituyen el soporte de esta iniciativa. Por Vanessa Marsh.



El ejército australiano trabaja sobre un programa informático avanzado que dentro de 10 o 15 años será utilizado como sistema de inteligencia colectiva por enjambres de robots aéreos no tripulados (UAVs) cuyo comportamiento imitará al de los insectos, según revela en un comunicado la Defense Science and Technologie Organisation.

Los vehículos aéreos no tripulados han adquirido creciente importancia debido al desarrollo de la tecnología, que permite recopilar información crítica (frente a otros sistemas como los satélites o misiones tripuladas) de una forma más rápida y económica sin, además, tener que arriesgar vidas humanas.

Estos aparatos reducen de horas a segundos el tiempo necesario para identificar un objetivo, al mismo tiempo que la información obtenida es de mayor precisión. Su sistema de propulsión es asimismo económico.

Aunque en la práctica los aparatos no tripulados han mostrado estas excelencias, también algunas veces han funcionado mal y en ocasiones han sido destruidos en el intento de obtener la información.

Perfeccionamiento 

El ejército australiano pretende perfeccionar la capacidad de estos aparatos posibilitando la asignación de una misión no a uno, sino a un grupo de unidades, y que esta misión sea además perfectamente coordinada entre ellos para optimizar los resultados.

El medio de conseguirlo es fabricar pequeños robots no tripulados cuyo comportamiento se inspira en el funcionamiento de los enjambres de insectos, que manifiestan una gran capacidad de adaptación y versatilidad en la naturaleza.

El funcionamiento coordinado de estos enjambres de robots no tripulados se consigue con la ayuda de algoritmos, que permiten desarrollar una red inteligente que les comunique entre sí durante la misión.

Un enjambre se compone de miles de zánganos, de micro-robots que caminan, suben cuestas, vuelan y navegan. Cada una de estas unidades costaría 14.000 dólares y estaría equipada con armas específicamente diseñadas para estos tamaños.

Dentro de 10 o 15 años

El proyecto tardará entre 10 y 15 años en estar operativo, pero una vez conseguido, permitirá a estos enjambres de robots de vigilar una región. Cada zángano, además de esta integrado en un sistema y de proceder según su coherencia, será también autónomo a la hora de decidir cómo proceder, gracias al sistema inteligente de que está dotado.

Gran parte de la dificultad del proyecto reside en la elaboración de algoritmos complejos. Un algoritmo es un conjunto finito de instrucciones que sirven para ejecutar una tarea. El algoritmo complejo se caracteriza por capturar relaciones complejas de los datos.

La decisión australiana de adentrarse en este proyecto responde, de un lado, a las singularidades de su territorio, que reclaman una vigilancia de diseño adecuada a sus características, y de otro lado a su propósito de desarrollar tecnología propia antes que comprarla a otros países.

Crean un robot-colibrí capaz de volar batiendo sus alas.


Se orienta por control remoto y revolotea diez minutos sin repostar

Investigadores de la Universidad de Toronto han conseguido por fin el viejo sueño de fabricar un robot que vuela por el movimiento de sus alas. Tiene la mayor autonomía de vuelo jamás conseguida por estos ingenios, diez minutos, y constituye una poderosa herramienta para la exploración espacial, el espionaje y el rescate de personas en caso de tragedia. Por Raúl Morales.




Un robot colibrí, capaz de volar batiendo sus alas y de revolotear en círculos por espacio de diez minutos, ha sido desarrollado por investigadores de la Universidad de Toronto.

El robot se llama Mentor y, como en el caso del colibrí, el batir de sus alas produce una especie de tornado que es el que realmente permite el vuelo de este nuevo ingenio de la robótica.

Se orienta por control remoto, es un MAV (Micro-Air Vehicles) y consigue un antiguo sueño de la ingeniería aeronáutica: un aparato que vuela por el movimiento mecánico de las alas, objetivo del así conocido como Proyecto Ornithopter.

Con el apoyo de sofisticados modelos matemáticos, el profesor James De Laurier y su equipo se inspiraron el pájaro picaflor, que obtiene el néctar en el aire mientras revolotea en torno a la planta, para duplicar este mecanismo natural en un pequeño robot.

Aunque no es la primera vez que la ingeniería consigue robots voladores que pueden revolotear estable y horizontalmente, Mentor supera a sus antecesores por la nueva tecnología energética incorporada, que le permite una autonomía de vuelo de 10 minutos, toda una proeza para estos ingenios.

Interés espacial y militar 

Las investigaciones sobre estos insectos robotizados interesan particularmente a la Nasa y al Pentágono, que financian estos trabajos con la finalidad de obtener sofisticados mecanismos de exploración espacial o de espionaje. El rescate de personas atrapadas en escombros es otra de las utilidades de estos robots.

El ejército norteamericano está muy interesado en un robot que sea pequeño y discreto y capaz de planear a pequeña velocidad y de efectuar vuelos rasantes sobre objetivos de interés para la defensa o el espionaje.

Por su parte, la Nasa necesita también de estos ingenios para enviarlos como avanzadilla de la exploración de otros planetas, debido a su reducido tamaño y a la potencial capacidad de obtener la misma información que un robot de mayor tamaño, más pesado y costoso de trasladar a distancias estelares.

De hecho, en el Jet Propulsion Laboratory de Pasadena (California), los ingenieros ya trabajan en sistemas de navegación y de vuelo que imitan a las abejas, con la finalidad de enviarlos a Marte.

Robot abeja a Marte 

La Universidad de Canberra de hecho ha concebido ya un robot abeja que pesa 75 gramos y que, al igual que los insectos reales, es capaz de conservar un mismo nivel de vuelo a baja altitud en una atmósfera poco espesa, gracias a la medida continua y distribución de los rayos ultravioletas y de la luz verde.

La Universidad de Toronto desarrolla diversos proyectos de este tipo, al mismo tiempo que, como explica Evgueny Sorokodum, más de diez iniciativas MAV están en marcha en estos momentos en distintos laboratorios de diversas partes del mundo.

El propósito de todos estos trabajos es reproducir en máquinas las habilidades que la naturaleza manifiesta en los insectos, ya que si esto se consigue, nuestra tecnología resultaría aún mucho más eficiente.

Habilidades sorprendentes 

La capacidad de los insectos para aterrizar con precisión milimétrica sobre un alimento y para despegar rápidamente en caso de peligro es algo que despierta la curiosidad de los científicos.

Hace ya más de 15 años que la comunidad científica investiga el cuerpo de los insectos, la estructura de sus alas y su sistema de visualización aérea, basado en el movimiento de la imagen para calibrar la distancia, que les permite volar sin colisiones y aterrizar sin tropiezos.

El cerebro de estos insectos es pequeño y su visión más simple que la que nos ofrecen los televisores, por lo que basta un ordenador pequeño y barato para emular estas habilidades.

La dificultad para conseguirlo radica en que, aunque las soluciones de la naturaleza son por lo general simples y eficaces, no siempre siguen un modelo de ingeniería.

Una mosca genéticamente modificada es controlada a distancia por láser 

Emprende el vuelo cuando una persona activa sus neuronas a distancia

Para cualquier persona es normal alejar una mosca dando un manotazo al aire. Lo que no es corriente es conseguir que la mosca se vaya pulsando únicamente un botón. Puede conseguirse si la mosca es manipulada genéticamente, como han hecho dos investigadores de la Universidad de Yale. Han introducido en una región de su cerebro, asociada al proceso de huída, un gen codificado que se activa por ultravioletas. La mosca salta, abre y agita las alas sin que perciba peligro alguno, sólo por efecto de la voluntad humana. Funciona entre el 60% y el 80% de los casos y la tecnologia se perfila como una eficaz alternativa a los electrodos. Por Yaiza Martínez.



Investigadores de la Universidad de Yale han creado mediante manipulación genética una mosca que puede ser controlada a distancia por un rayo láser. Para conseguirlo, Susana Lima y Gero Miesenbockont introujeron un gen codificado en una región específica del sistema nervioso de la mosca de la fruta común, conocida como Drosophila melanogaster.

La región cerebral escogida es la responsable de la reacción de huída del insecto ante un peligro. Estas neuronas forman un sistema de fibras gigantes y son las que permiten a la mosca eludir un peligro. Ante esta situación, la mosca salta, abre y agita las alas merced al impulso nervioso procedente de esa parte de su cerebro.

En esa región del cerebro del insecto existe el así llamado canal iónico P2X2. En presencia de Trifosfato de adenosina (ATP), este canal permite el paso del calcio extracelular a través de la membrana de la célula nerviosa, que es lo que induce la aparición de un potencial de acción en la base de la actividad neuronal y permite a la mosca escapar de un peligro.

El gen codificado fue introducido por los investigadores en el canal P2X2 y a continuación encerraron la molécula de ATP en un compuesto químico sensible a la luz, formando así un complejo de inclusión biológicamente inactivo pero capaz, bajo la acción de los rayos ultravioletas, de separarse y de liberar ATP.

Excelentes resultados 

Esta construcción fue inyectada después en las moscas drosófilas modificadas. Entre el 60% y el 80% de ellas manifestaron, por efecto de la fotoestimulación, un comportamiento característico de huída, sin que mediara peligro alguno. Es más, la intensidad de la luz determina variaciones en la reacciones de la mosca en cuanto a velocidad, modalidad, vuelo, caminar, etc.

El ensayo pudo repetirse con éxito en las neuronas dopaminérgicas, manifestando las moscas una mayor actividad locomotriz. Los autores, que publican su trabajo en la revista Cell, consideran que su técnica puede convertirse en una alternatica a los tradicionales electrodos, considerados mucho más invasivos.

La finalidad del experimento es accionar neuronas a distancia sin recurrir a electrodos implantados en el cerebro. El sistema se compone de tres elementos. El primero es el canal iónico, una proteina modificada genéticamente que, gracias a esta manipulación, permite el paso a una molécula cargada eléctricamente para que traspase la pared celular.

El segundo elemento es la llave, una molécula de Trifosfato de adenosina (ATP) que excita la neurona al entrar en ella. El tercer elemento es un interruptor, una molécula que libera ATP cuando es iluminada por la luz ultravioleta de un láser.

Crean el primer escarabajo cyborg 

Es capaz de moverse y volar gracias a la acción de los electrodos que activan sus músculos

Científicos de la Universidad de Michigan presentaron el primer escarabajo cyborg del mundo en la conferencia internacional MEMS 2008, celebrada recientemente en Tucson, Arizona. Se trata de un insecto con electrodos implantados cuyos movimientos pueden dirigirse por control remoto. Elementos como estimuladores neuronales y musculares o un microcontrolador electrónico permiten controlar al escarabajo, que podría destinarse a labores de espionaje. El desarrollo de esta tecnología está enmarcado en el proyecto Hi-MEMS de la DARPA estadounidense, que cuenta también desde 2006 con una cucaracha cyborg y que experimenta asimismo en la misma línea con animales más complejos como las ratas. Por Yaiza Martínez.




En la última conferencia internacional MEMS 2008, especializada en sistemas electromecánicos de tamaño micro y celebrada a mediados del pasado enero en Arizona (Estados Unidos), científicos de la Universidad de Michigan presentaron un concepto casi novedoso: un insecto cyborg dirigido por control remoto.

En concreto, el cyborg era un escarabajo unicornio -o Dynastes tityus - al que se le habían implantado una serie de electrodos: uno en el cerebro y otros dos en los músculos encargados de mover las alas.

Con ellos incrustados en el cuerpo, el escarabajo cyborg fue capaz de despegar y aterrizar, de girar a izquierda y derecha, así como de realizar otros movimientos de vuelo bajo control, como detenerse, gracias a la acción de los electrodos que activaron sus músculos, informa Technovelgy.

Dirección dirigida 

Sus creadores explicaron en MEMS 2008 que el sistema consiste en una serie de estimuladores neuronales y musculares insertados, un estimulador visual, un ensamblaje de poliimida (polímero de moléculas de imido) y un microcontrolador electrónico.

Alimentado energéticamente por dos microbaterías, el dispositivo requiere de un insecto “plataforma” de al menos dos centímetros de longitud, y entre uno y dos gramos de peso para su instalación.

Los sensores situados en el cerebro y en los músculos que mueven las alas están vinculados al microcontrolador electrónico, y a una pila de ión-litio. Ambos se instalan en el tórax del insecto, como si fueran un “saco”.

Este saco lleva también un estimulador visual compuesto por diodos electro luminiscentes, que se colocan delante de los ojos del insecto. El brillo de los diodos puede incitar al escarabajo a dirigirse en una dirección concreta, señala Futura Science.

En territorio enemigo 

La implantación de todos estos elementos en el coleóptero se realiza durante la metamorfosis, es decir, cuando el insecto aún se encuentra en el estadio de oruga o de crisálida. Los pequeños dispositivos instalados se integran mejor en los tejidos aún blandos, que terminan integrándolos. La mortalidad de los insectos varía de entre un 20% a un 80% según el lugar en que se coloquen los electrodos.

El escarabajo cyborg se enmarca en un proyecto de la DARPA (la Defense Advanced Research Projects Agency) de Estados Unidos bautizado como Hi-MEMS (Hybrid Insect MEMS), que aspira a desarrollar tecnologías que permitan controlar el movimiento de los insectos.

Para ello, se trabaja en la creación de interfaces máquina-insecto colocando sistemas micromecánicos dentro de los escarabajos en las primeras fases de su formación orgánica. El control de los vuelos y de los movimientos de los insectos se haría por control remoto, bien con GPS, con Radio Frecuencia o con señales de ultra sonido.

La finalidad principal de estas máquinas-insecto serían las misiones militares, por ejemplo, que llevaran video cámaras y pudiesen penetrar sin ser vistos en territorio enemigo para recopilar información.

También cucarachas cyborg 

No es la primera vez que se informa de un avance tecnológico de estas características. En 2006 ya habíamos informado en otro artículo de un anterior insecto también convertido en cyborg: la cucaracha.

En aquel caso se trataba de un insecto al que habían sustituido las antenas por una mochila micro-robótica, dotada de mini cámaras u otros artilugios de captación de información. La proeza fue llevada a cabo en Japón, en la Universidad de Tokio, y en este caso se hizo mediante cirugía.

La finalidad de una cucaracha tan bien equipada sería la de localizar supervivientes entre las ruinas de una ciudad tras un terremoto o la de realizar misiones de espionaje industrial o militar. También los movimientos de este insecto eran seguidos y controlados a distancia, es decir, que era teledirigida.

Otro equipo que ha trabajado en esta misma línea es el del proyecto Cockroach Controlled Mobile Robot, de la Universidad de California, que pretende crear un sistema semi-inteligente en el que también una cucaracha desempeñará el papel de una "central processing unit" ó CPU de un ordenador.

La aparición del escarabajo cyborg confirma que estos experimentos prosiguen y que consiguen resultados, tal como había anticipado el año pasado a la revista Time el director de Inteligencia Artificial del MIT, Rod Brooks: "Se han realizado algunos experimentos en los que animales simples, como ratas y cucarachas, fueron operados y manejados por joysticks, pero es la primera vez que se ha inyectado un chip en el estado de crisálida y "criado" dentro de ella".

Eso quiere decir que no sólo cucarachas y escarabajos, sino que también ratas y otros animales simples están siendo experimentados con tecnologías avanzadas para manipularlos a voluntad con fines que van desde los humanitarios a los militares, pasando por los de la mera investigación.

Robot para detectar y desactivar bombas


Via gizmodo descubrimos este robot, el iRobot SUGV Early es el nuevo robot creado por Boeing y los ingenieros de iRobot. Se utiliza para detectar y desactivar bombas en cualquier situación.
El iRobot SUGV Early es una versión mejorada del anterior iRobot PackBot y a pesar de su pequeño tamaño, tiene instalada una potente cámara de vídeo y sensores de infrarrojos. El resultado es que es más rápido que sus predecesores, porque su operador puede manejarlo más fácilmente en todo tipo de terrenos hasta llegar a la bomba.




MEMS, las nanomáquinas que cambiarán al mundo


Sistemas Micro Electro Mecánicos (MEMS, por Microelectromechanical Systems) son la etapa siguiente en la revolución que comenzó con la invención del circuito integrado. Estas nanomáquinas son tan pequeñas que no se ven con el ojo desnudo y realizan tareas que resultan imposibles para las maquinas comunes.

La electrónica de consumo ha llegado al estado en que se encuentra hoy gracias a la miniaturización. Sin ella, sería imposible crear circuitos integrados con millones de transistores y un tamaño de solo una fracción de centímetro cuadrado. Sin la microelectrónica, el equivalente de un microprocesador como el que tiene tu ordenador ocuparía el volumen de un edificio de 12 o 14 pisos. No habría iPods ni teléfonos móviles.

Sin embargo, y a pesar de los logros obtenidos en la reducción de tamaño de los componentes electrónicos, los sistemas mecánicos aun requieren de piezas cuyo tamaño es varios órdenes de magnitud más grandes que sus contrapartes electrónicas. Cualquier pieza de un reloj mecánico, por ejemplo, es millones de veces más grande que uno de los transistores integrados en un microprocesador. Pero esta situación está cambiando.

La miniaturización de máquinas electromecánicas ha dado lugar a los MEMS, que silenciosamente han ocupado un lugar en nuestra vida cotidiana. De hecho, el dispositivo capaz de medir la aceleración a la que sometes el mando de tu Wii (un acelerómetro) es un MEMS. Se trata del mismo dispositivo que, instalado en el airbag de un coche determina el momento justo en que se produce un choque y dispara el mecanismo de inflado de las bolsas.

Pero si bien los acelerómetros son quizás los dispositivos basados en MEMS mas difundidos, no son los únicos. Existen sensores de presión, de temperatura y de humedad construidos a partir de piezas que tienen un tamaño similar al de un glóbulo rojo. Forman parte del sistema de control de los más modernos marcapasos, censando la actividad física del paciente para modificar su ritmo cardíaco. También se emplean MEMS en los cabezales de las impresoras de inyección de tinta, como parte del dispositivo que produce la evaporación controlada de la tinta en el momento justo.

Por lo general, estos mecanismos tienen un tamaño mayor al micrómetro (millonésima de metro) y menor al milímetro. Lo que los hace tan particulares es que, a estas escalas, el comportamiento físico que rige a las maquinas convencionales no siempre funciona como la intuición puede indicar. Efectivamente, el incremento en la relación entre la superficie y el volumen de las piezas de un MEMS hace que los efectos electrostáticos y térmicos predominen sobre la inercia o la masa térmica.

Para fabricar las pequeñas piezas que conforman estas maquinas se utiliza una tecnología que, en esencia, es la misma que la empleada para la fabricación de los circuitos integrados. La posibilidad de “integrar” piezas móviles es lo que ha hecho posibles maquinas a escala nanométricas. Existen motores a vapor del tamaño de un grano de polen, engranajes y palancas cuyo tamaño de mide en diámetros atómicos, y hasta pequeños espejos montados sobre soportes móviles, con un tamaño mucho menor al diámetro de un cabello, capaces de enfocar o corregir una imagen.

Los MEMS permiten cada día la creación de dispositivos sorprendentes. Por ejemplo, para evitar la falsificación de una firma, es posible incorporar acelerómetros en una lapicera, para que además de escribir sea capaz de registrar las velocidades y aceleraciones que le imprimió la mano mientras se firmaba. Esto hace prácticamente imposible una falsificación.

Dentro de poco, será factible la fabricación de un dispositivo, que ubicado en el cuerpo de un paciente, analice su sangre y que, en función de los resultados, inyecte los fármacos necesarios en las dosis adecuadas. En caso de ser necesario, hasta podría enviar una señal de alerta para que el paciente fuera atendido de urgencia. Estas máquinas funcionarán como pequeños robots, capaces de realizar tareas que resultan imposibles a una escala mayor.

Se trata de una ciencia que, a pesar de habernos brindado ya una cantidad de soluciones concretas a problemas de ingeniería, recién está naciendo. Pero tiene el potencial de, como decíamos al comienzo, cambiar el mundo.


Sobre la uña, un acelerómetro comercial de la empresa ST.



Mecanismo construido mediante tecnología MEMS.


Pequeños espejos, montados sobre soportes móviles.


Crean por primera vez nanodispositivos electrónicos tridimensionales y flexibles 

Podrían mejorar la capacidad de almacenamiento de la memoria de los ordenadores

Las técnicas de fabricación usadas hasta ahora a nivel nanométrico han funcionado para crear estructuras en dos dimensiones, sin embargo han fracasado para crear estructuras tridimensionales. Ahora, una serie de nuevas técnicas han abierto nuevas posibilidades en este campo, ya que permiten doblar materiales a nano escala para crear estructuras y dispositivos electrónicos tridimensionales diminutos. Según los ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) que están desarrollando estas técnicas, su propuesta puede mejorar la capacidad de almacenamiento de los ordenadores y ayudará a crear nuevos dispositivos nanofotónicos. Por Raúl Morales.




Un equipo de investigadores, liderado por George Barbastathis, está desarrollando los principios básicos de “nano-origami,” una nueva técnica que permite que los ingenieros doblen materiales a nano escala en estructuras tridimensionales simples.

Los materiales doblados minúsculos se podrían utilizar como motores y condensadores, con el objetivo de mejorar potencialmente la capacidad de almacenamiento de la memoria de un ordenador, microprocesadores más rápidos y nuevos dispositivos nanofotónicos.

Las técnicas de la fabricación micro- y nano- tradicionales, tales como litografía de rayos X y de la nano-impresión, funcionaron muy bien para las estructuras de dos dimensiones, y son utilizadas generalmente para construir microprocesadores y otros dispositivos micro-eléctrico-mecánicos (MEMS). Sin embargo, no pueden crear estructuras tridimensionales.

“Queremos tomar todas las preciosas herramientas que se han desarrollado para 2-D y hacer cosas tridimensionales”, dice a Tony Nichol, graduado de ingeniería mecánica que trabaja en el proyecto, en un comunicado.

El equipo del MIT usa herramientas de litografía convencional para diseñar materiales 2-D a nanoescala para después doblarlos en capas tridimensionales predeterminadas, abriendo un nuevo abanico de posibles aplicaciones. La dificultad radica en doblar algo cien veces más delgado que un cabello humano y luego darle una aplicación en la electrónica.

Más pequeño, más rápido 

Los investigadores ya han demostrado que, de esta manera, es posible crear un condensador a nanoescala en 3-D.

El modelo ahora creado sólo tiene una capa pero sus creadores indican que, cuantas más capas se añadan, más energía el condensador puede almacenar. Esas capas extra proporcionan un flujo de información más veloz, casi como ocurre en el caso del cerebro humano, cuyas tupidas capas permiten una comunicación eficaz y rapidísima entre las distintas regiones cerebrales, asegura Nader Shaar, uno de los ingenieros mecánicos que trabajan en este proyecto.

Uno de los mayores retos con los que los investigadores se han tenido que enfrentar ha sido el de cómo doblar adelante y atrás, en una estructura parecida al de un acordeón, los materiales, así como hacerlo para que las diferentes caras del material se alineen con precisión.

Han trabajado de diferentes maneras para que los nanomateriales se doblaran como ellos necesitaban. En primera lugar, depositando metal (habitualmente cromo) en la superficie en la que se quiere que se produzca la doblez. Esto hace que el material se ondule hacia arriba, pero no permite dobleces tipo “acordeón”, como pretenden los ingenieros.

Haces de helio 

Otra de las técnicas usadas ha sido la de dirigir un haz de iones de helio hacia el lugar exacto de la doblez. Los haces graban patrones que harán que el material se doble una vez sean retirados de la superficie. Los haces de alta-energía van hacia la parte baja del material y provocan que se doble hacia arriba; los haces de baja-energía se acumulan en la parte alta del material y hacen que éste se doble hacia abajo.

Los investigadores también han probado integrando cables de oro en el material. Una corriente que corre a través de los cables de oro interactúa con un campo magnético externo, creando una fuerza Lorentz (fuerza ejercida por el campo electromagnético que recibe una partícula cargada o una corriente eléctrica) que hace que la superficie se levante. Esta técnica, explican, es una forma de autoensamblaje dirigido, en el que los diseñadores proporcionan un modelo y luego dejan que el dispositivo se ensamble por sí mismo.

Las diferentes capas pueden ser fabricadas con unos cuantos tipos de materiales diferentes, como silicio, nitruro de silicio (un tipo de cerámica) y un polímero conocido como el SU-8.

Una vez que el material está doblado gracias una de estas técnicas, la parte más complicadas es hacer que las caras se alineen correctamente. Los investigadores han desarrollado algunas maneras para conseguirlo: usando imanes, adosando polímeros en ciertos puntos de la superficie y después fundiéndolos o sellando las dos partes.

Todavía están trabajando en conseguir crear un cubo a nanoescala alineado con la suficiente precisión. Shaar, supervisado por la profesora de ingeniería mecánica Carol Livemore, han creado un método muy prometedor que usa tres pares de agujeros que casan y protuberancias para empujar los bordes y las caras y que se alineen.

Los investigadores están totalmente sumergidos en el fase de desarrollo de estos nano dispositivos, pero ya han empezado a pensar en cómo usar esta tecnología. “Ya nos hemos imaginado los componentes básicos, ahora estamos empezando a divertirnos imaginando algunas de sus aplicaciones”.

Una lámina de plástico inteligente permite comunicaciones inalámbricas

Podría conectar entre sí miles de dispositivos al mismo tiempo y proporcionarles energía

Una hoja de plástico, del grosor del papel, ha sido desarrollada por ingenieros de la Universidad de Tokio. Esta lámina ha sido fabricada imprimiendo una serie de componentes electrónicos orgánicos. El nuevo desarrollo, que mezcla la comunicación con cables y sin cables, permite conectar entre sí dispositivos electrónicos de forma inalámbrica y proporcionarles energía al mismo tiempo. La finalidad de este proyecto es desarrollar un sistema capaz de conectar miles de dispositivos electrónicos vía wireless y con un consumo de energía muy bajo. Por Raúl Morales.




Ingenieros de la Universidad de Tokio, dirigidos por el profesor de ingeniería Takao Someya, han desarrollado una hoja de plástico que permite a dispositivos electrónicos situados sobre ella comunicarse entre sí. Esta lámina podría proporcionar una alternativa más segura y con menos consumo de energía que otras comunicaciones wireless, como el Bluetooth.

Como recoge la revista IEEE Spectrum, con unas mejoras, sus creadores esperan que este “papel” de plástico, inteligente y electrónico pueda ser instalado en las paredes o en el suelo de nuestras casas y oficinas para que los dispositivos electrónicos que forman parte de nuestra vida cotidiana se comuniquen de una manera más segura y con un menor gasto de energía que el que necesitan otros sistemas de comunicación inalámbrica, como el Wi-Fi o el Bluetooth.

Otra de las características de este desarrollo, que ha sido presentado en el transcurso del International Electron Devices Meeting celebrado esta semana en la ciudad de Washington, es que no sólo comunica dispositivos, sino que además les proporciona energía sin que estén conectados directamente a la red eléctrica y sin cables de por medio.

La lámina, que es de un milímetro de grosor, está hecha imprimiendo (con la misma tecnología que la de una impresora de inyección de tinta) varios polímeros (macromoléculas, generalmente orgánicas, formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.) semiconductores y aislantes, así como de nanopartículas de metales, para hacer transistores, conmutadores microelectromecánicos (MEM) de plástico, bobinas de comunicaciones y células de memoria. Los MEMs hacen referencia a la tecnología electromecánica micrométrica y sus productos.

Todos los componentes de la lámina están hechos de materiales orgánicos, lo que permite que puedan ser impresos en capas en hojas de plástico flexibles.

Trabajos previos 

Esta nueva lámina está diseñada para que funcione junto a otra, también desarrollada por la Universidad de Tokio el año pasado, y que era capaz de detectar la posición de un dispositivo electrónico colocado sobre ella y proporcionarle energía directamente.

Previamente, en 2005, el mismo equipo de investigación fue capaz de crear una piel artificial, a la que llamaron E-Skin. El invento consistió en una fina lámina de plástico con un transistor orgánico, basado en circuitos electrónicos, que ha sido procesado para formar la piel, cuya estructura es similar a una red.

A largo plazo, la finalidad de este proyecto es desarrollar un sistema capaz de conectar miles de dispositivos electrónicos, lo cual podría ser necesario algún día. La cantidad de energía necesaria para comunicar de forma inalámbrica tantos dispositivos sería enorme. El enfoque de Someya utiliza una combinación de comunicaciones inalámbricas de onda extremadamente corta y cables para proporcionar una alternativa de bajo consumo energético.


Con cables y sin cables

“Nuestra propuesta es una mezcla de comunicaciones sin cables y con cables en la que la comunicación se hace a través de cable hasta el último milímetro, en el que la comunicación se vuelve inalámbrica. Si la comunicación inalámbrica es tan corta la energía no se disipa, y no requiere un contacto directo, por lo que no se necesita ningún cable (para conectar los dispositivos)", afirma Someya en la revista IEEE Spectrum.

Ambas láminas de comunicaciones están constituidas por una rejilla de células de 8x8 pulgadas. Cada célula contiene una bobina para la transmisión y recepción de señales y conmutadores MEM de plástico para activar y desactivas las bobinas y para conectarse a las células adyacentes. Una vez colocados dos dispositivos electrónicos sobre la lámina, los sensores detectan su localización. Un chip de control colocado en el borde de la lámina decide cuál es el mejor modo de dirigir las señales entre ambos objetos a través de la lámina.

La comunicación incluye dos procesos. En primer lugar, se transmite la información de forma inalámbrica entre el dispositivo y la lámina utilizando señales de radio de onda extremadamente corta (del orden de milímetros). Luego, una serie de conmutadores MEM se cierran para formar una conexión por cable entre las células adyacentes, estableciendo un camino entre ambos dispositivos. Esto origina una conexión por cable entre una bobina receptora en el primer dispositivo y una bobina transmisora en el segundo. Si los dispositivos se mueven o se retiran de la lámina, o se añaden otros nuevos, se formarán nuevos enlaces de comunicaciones en el momento.

“Su primera aplicación puede ser una “mesa inteligente” que permitiría a algunos dispositivos comunicarse entre sí sin necesidad de que estuvieran conectados unos con otros”, comenta Takao Someya en declaraciones recogidas por Technology Review.

Desarrollan nanocables para recargar los móviles con el calor del cuerpo 

Incorporados a chaquetas especiales permitirían el uso permanente de estos dispositivos

Científicos norteamericanos han desarrollado un método con nanocables de silicio que permite sacar el máximo rendimiento energético del calor que desprende el cuerpo o cualquier sistema artificial. En el futuro, los móviles y cualquier dispositivo electrónico portátil podrían recargarse con el calor que emite nuestro organismo gracias a chaquetas especiales en las que estos nanocables estarían implantados. El invento se añade a otras propuestas aparecidas en los últimos años y con las que diversos aparatos electrónicos aumentarían su independencia y movilidad. Por Yaiza Martínez.



Muy pronto los problemas para recargar las baterías de los móviles por falta de conexión a la red eléctrica (por ejemplo, si estamos dando un paseo) podrían desaparecer gracias a un invento que permite cargarlo, simplemente, con el calor del cuerpo.

Un equipo de científicos del Berkeley Lab, de la Universidad de California en Berkeley y del Ministerio de Energía estadounidense (DOE, ha desarrollado nanocables (cables del diámetro de un nanómetro, es decir una milmillonésima parte de un metro) de silicio que permitirán aprovechar la pérdida de energía del cuerpo en forma de calor con una alta eficiencia.

Alta eficiencia 

Este logro tecnológico podría tener múltiples aplicaciones, entre ellas, la fabricación de chaquetas con estos minicables incorporados, que utilicen el calor del cuerpo para recargar teléfonos móviles u otros dispositivos electrónicos, como los iPod, publica el Berkeley Lab en un comunicado.

Esta tecnología supone la primera demostración del alto rendimiento del potencial termoeléctrico del silicio, un abundante semiconductor (es el segundo material más abundante en la corteza terrestre) cuyo uso está ya muy extendido en la industria electrónica y microelectrónica para la creación de obleas o de chips que se pueden implantar en transistores, pilas solares, y una gran variedad de circuitos electrónicos.

La mejora de la eficiencia de los nanocables como conductores de la energía termoeléctrica a temperatura ambiente se ha conseguido gracias a un método con el que una serie de nanocables de silicio fueron sintetizados en una solución acuosa sobre la superficie de obleas (finas planchas de material semiconductor), que medían varias decenas de centímetros cuadrados. La técnica utiliza el desplazamiento galvánico del silicio a partir de la reducción de los iones de plata sobre dichas obleas.

Aplicaciones a diversas escalas 

Gracias a dicha técnica, podría superarse el problema que presentaba el concepto de la conversión del calor corporal en electricidad, un concepto que no es nuevo pero que no se había podido aplicar por el escaso rendimiento obtenido hasta la fecha.

La investigación aún no ha llegado a su fin, pero sus aplicaciones potenciales ya se vislumbran: aprovechamiento del calor del cuerpo en cualquier situación en la que desprendamos energía para suministrarla a pequeños dispositivos a través de las chaquetas antes mencionadas.

A mayor escala, los módulos de conversión servirían para transformar el calor de vehículos en movimiento en energía adicional que alimentase las radios de los coches, el aire acondicionado o los elevalunas eléctricos. La revista Nature explica detalladamente los resultados de esta investigación.

Modificación de las baterías 

Ésta no es la primera propuesta científica que ofrece una alternativa para la recarga de las baterías de los teléfonos móviles. En los últimos tiempos, otras investigaciones han ofrecido interesantes variantes a la electricidad de origen tradicional, como es el caso del uso del agua que propusieron científicos canadienses de la Universidad de Alberta.

Utilizando la electrokinesia, que es la producción de cargas eléctricas a través del movimiento de las sustancias, estos investigadores consiguieron dar con una fuente de energía no contaminante que podría aprovecharse tanto para pequeños dispositivos electrónicos como a mayor escala.

Otra interesante investigación dio lugar al desarrollo de una batería biodegradable para móviles que se alimenta con cualquier fuente de azúcar, desde refrescos a sacarosa, y que dura más tiempo que las baterías convencionales de litio. Tal y como publicamos en Tendencias21, este invento podría estar disponible en el mercado en menos de cinco años, y nos permitiría recargar el teléfono móvil con cualquier fuente de azúcar que tengamos disponible.

Crean un nanotransistor que sustituirá al silicio en 2025 

Permitirá la rápida miniaturización de los componentes electrónicos de los ordenadores

Ingenieros de la Universidad de Manchester han usado un nuevo material llamado graphene, de tan solo un átomo de grosor, para crear el transistor más pequeño del mundo. Este adelanto puede agilizar el desarrollo de un nuevo tipo de chip para ordenadores súper rápidos, inimaginables con los chips actuales de silicio. Sus creadores aseguran que esta innovación permitirá agilizar la miniaturización de elementos electrónicos y puede convertirse en una alternativa prometedora y real cuando la “Era del Silicio” llegue a su fin en 2025. Por Raúl Morales.



El profesor Andre Geim y el doctor Kostya Novoselov, de la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Manchester, han anunciado en el número de marzo de la revista Nature Materials la fabricación del transistor más pequeño del mundo, que podría posibilitar la producción de nuevos chips para ordenadores super rápidos. Este nuevo transistor tiene sólo un átomo de ancho y cincuenta átomos de largo.

En las últimas décadas, los fabricantes han ido llenando de componentes los circuitos integrados. Por ello, el número de transistores y la potencia de estos circuitos se doblan cada dos años aproximadamente. Este fenómeno ha sido denominado la Ley de Moore .

Se trata de una ley empírica, formulada por Gordon E. Moore en 1965, cuyo cumplimiento se ha podido constatar hasta hoy. Ese año, Gordon Moore afirmó que el número de transistores por pulgada en circuitos integrados se duplicaba cada año y que ese mismo crecimiento continuaría durante las décadas siguientes, asegurando el futuro de la informática.

Más pequeños 

La velocidad a la que se llenan los circuitos ha ido, sin embargo, decreciendo notablemente. La tecnología basada en el silicio está a punto de alcanzar el mínimo tamaño posible. Por ello, la miniaturización de los componentes electrónicos es el reto más importante al que la industria de los semiconductores se enfrenta en los próximos veinte años.

En este sentido, hace dos años el profesor Andre Geim y sus colegas descubrieron una nueva clase de material que podía ser visto como niveles atómicos individuales separados de una masa de cristales. Este nuevo material fue bautizado como graphene.

El graphene es una molécula de carbono bidimensional, con el espesor de un átomo, con una alta conductividad y una mínima resistencia. En estos dos años, este material se ha convertido en uno de los temas fundamentales de los que se está encargando la física. Gracias al graphene, la famosa Ley de Gordon Moore se podría dar por superada en las próximas décadas.

Material estable 

Al mismo tiempo que era anunciado el descubrimiento del graphene, el profesor Geim también anunció la fabricación de un transistor mucho más pequeño a partir de este nuevo material. Aquel primer transistor resultó ser inservible porque no llegaba a hacer correctamente su función de “interruptor”.

Ahora, el equipo de la Universidad de Manchester ha demostrado por primera vez que el graphene se muestra muy estable y con una gran conductividad, incluso cuando es cortado en tiras de sólo unos nanómetros de largo. De este modo han encontrado la manera de solucionar el problema inicial y hacer este tipo de transistores útiles para usarlos en los chips que se ensamblarán en los ordenadores del futuro.

Otros materiales conocidos, como el silicio, que domina toda esta industria, se descomponían y eran inestables incluso en tamaños diez veces mayores. Esta pobre estabilidad ha sido la mayor barrera con la que los investigadores se han topado para usarlos en futuros dispositivos electrónicos más pequeños, comprometiendo y limitando el desarrollo de la microelectrónica.

El equipo de investigación sugiere que los futuros circuitos electrónicos podrán hacerse a partir de una única lámina de graphene. Estos circuitos incluirían un elemento central o punto cuántico, una barrera semitransparente que controla los movimientos individuales de los electrones, interconectares y puertas lógicas (circuitos de conmutación integrados en el chip), todo ello hecho únicamente de graphene.

Primera prueba 

El equipo de Geim ha probado esta idea fabricando un número de transistores de un único electrón que ha sido capaz de funcionar por primera vez a temperatura ambiente, y no en condiciones especiales, y con una alta calidad.

Aunque esta primera prueba es esperanzadora, los investigadores de la Universidad de Manchester advierten que en la actualidad no existe la tecnología capaz de cortar elementos individuales con precisión nanométrica.

Hacer transistores a escala realmente nanométrica es el mismo reto en el que se encuentra la tecnología basada en el silicio, sin embargo, a diferencia del silicio, el graphene se muestra totalmente estable, incluso en estos tamaños, por eso estamos esperanzados, afirma el doctor Leonid Ponomarenko, que también participa en esta investigación, en un comunicado hecho público por la Universidad de Manchester.

El profesor Geim no espera el “nacimiento” de circuitos basados en graphene hasta 2025. Hasta esa fecha, el silicio seguirá siendo dominante en los componentes microeletrónicos. Sin embargo, cree que este material es la única tecnología viable cuando la “Era del Silicio” llegue a su fin.

Este material combina las mejores cualidades de otras tecnologías que han sido consideradas como posibles sustitutas del silicio. Combina en uno sólo material, lo mejor de los nanotubos de carbono y de la electrónica molecular, asegura Geim.

Descubren que los electrones pueden imitar un campo magnético que no existe


Científicos de Princeton consiguen el Efecto Hall cuántico sin temperaturas extremas, allanando el camino hacia la computación cuántica

Los ordenadores cuánticos están ahora más cerca. Un equipo internacional de físicos ha conseguido reproducir el Efecto Hall cuántico, que permite mover electrones para aprovechar así las cualidades de su espín y de su movimiento en computación, sin necesidad de temperaturas extremadamente bajas ni de campos magnéticos intensos, principales obstáculos para la fabricación de ordenadores de la próxima generación. Utilizando una novedosa técnica, basada en un acelerador y un bloque de antimonio y bismuto, los investigadores consiguieron que los electrones de dicho bloque se movieran como si estuvieran sometidos a un campo magnético, aunque sin estarlo. Nuevos diseños computacionales podrán aprovechar este avance.

Por Yaiza Martínez.



Un equipo internacional de científicos liderado por investigadores de la Universidad de Princeton, en Estados Unidos, ha descubierto que en la superficie de ciertos materiales las disposiciones colectivas de electrones pueden moverse como si imitaran la presencia de un campo magnético, aunque este campo no se encuentre presente.

Este movimiento constatado refleja uno de los fenómenos cuánticos más exóticos de la física de la materia condensada, el del efecto Hall cuántico. Hasta el momento, los científicos habían observado el efecto Hall cuántico en movimientos similares de electrones, pero estando éstos sometidos a campos magnéticos muy intensos y a muy bajas temperaturas.

El descubrimiento podría, además, allanar el camino hacia la fabricación de ordenadores cuánticos con la flexibilidad de operar a temperaturas moderadas, en contraposición a las bajas temperaturas estándar requeridas para los actuales dispositivos informáticos más potentes, informa la National Science Foundation (patrocinadora de la investigación) de Estados Unidos en un comunicado.

Obstáculos para la computación cuántica 

El efecto Hall cuántico es un fenómeno exclusivo de ciertos materiales electrónicos, y supone que electrones obligados a moverse en las dos dimensiones de un plano, en presencia de un campo magnético potente y a temperaturas próximas al cero absoluto (-273°C), generen un voltaje que no aumenta proporcionalmente con la intensidad del campo, sino que lo hace a saltos o escalones.

Los valores de esos saltos de voltaje serían submúltiplos (es decir, 1/5, 1/4, 1/3, 1/2) de un voltaje fundamental relacionado con la constante cuántica de Planck y la carga del electrón.

Pero la utilidad del efecto Hall cuántico fraccionario para la electrónica cuántica (que permitiría producir un “tejido” que serviría para preservar información en el registro de las partículas) ha resultado improbable hasta ahora, dadas las bajísimas temperaturas y elevados campos magnéticos necesarios para su generación. Sin embargo, las cosas pueden cambiar.

Campo magnético fantasma 

Hace algún tiempo, teóricos de la Universidad de Pennsylvania y de la Universidad de California en Berkeley propusieron que en ciertos materiales tridimensionales, las disposiciones colectivas de electrones podrían moverse para generar el efecto Hall cuántico, sin necesidad de potentes campos magnéticos o temperaturas demasiado bajas. Pero, para que esto ocurriera, señalaron entonces los científicos, los electrones deberían moverse a velocidades extremadamente elevadas.

Ahora, el físico de la Universidad de Princeton, Zahid Hasan, en colaboración con otros físicos de Estados Unidos, Suiza y Alemania, ha observado que los espines (momentos angulares de los electrones) de muchos electrones en movimiento dentro de un material exótico pueden sincronizarse, sin necesidad de campo magnético alguno ni velocidades extremas. El material en el que se produjo el “milagro” fue un bloque de antimonio y bismuto.

El experimento partió de la sospecha de que el comportamiento de los electrones del bismuto ligado al antimonio exhibirían un efecto cuántico que simularía la presencia de un campo magnético, porque estos electrones se mueven a muy grandes velocidades. Esto permitiría que el comportamiento cuántico predicho tuviera lugar.

Según declaró Hasan en el comunicado de la NSF , “el resultado es muy sorprendente porque estamos viendo electrones con un comportamiento muy similar al que tienen los electrones ante un campo magnético potente, sin que dicho campo se encuentre en el experimento”. En la revista Science ha aparecido publicado el artículo en el que se detalla el experimento.

Técnica basada en un acelerador 

A grandes rasgos, para conseguir el movimiento sincronizado de los electrones, los investigadores utilizaron una técnica basada en un acelerador llamada "spin-resolved angle-resolved photoemission”, que permitió además medir simultáneamente la energía, la longitud de onda y el espín de los electrones en la superficie del material del experimento.

Según los científicos, el movimiento obtenido y registrado podría transformar la electrónica, el almacenamiento de datos y la computación.

La razón es que, además de la carga eléctrica, los electrones poseen propiedades magnéticas inherentes, y una capacidad interna de rotación que los hace comportarse como minúsculos imanes que contuvieran en sí el polo negativo y el positivo (esta propiedad fue bautizada por el físico británico Paul Dirac como “el espín cuántico”).

Hoy día, los ordenadores aplican una lógica simple de on-off, basada en el movimiento y almacenamiento de electrones en un semiconductor de silicio. Nuevos diseños podrían dirigir y aprovechar las capacidades adicionales que ofrecen el movimiento y el espín cuántico de los electrones, en materiales experimentales que reduzcan el consumo de energía y mejoren el rendimiento de los ordenadores.

Antecedentes 

Tal y como publicamos anteriormente en Tendencias21 el efecto Hall cuántico también fue estudiado por un equipo de físicos del Weizmann Institute de Israel, en este caso para generar cuasipartículas (partículas con una carga eléctrica equivalente a una cuarta parte de la carga fundamental del electrón) a partir de arseniuro de galio.

Estas cuasipartículas con un cuarto de la carga del electrón actúan de manera muy distinta del resto de las partículas con carga no fraccionada, y por eso han sido buscadas como fundamento para la fabricación de un hipotético ordenador cuántico topológico de gran potencia, pero al mismo tiempo, altamente estable.

El ordenador cuántico es el sueño de todas las agencias de seguridad y de todos los hackers del mundo. Los bits de los ordenadores actuales oscilan constantemente entre el 0 y el 1 mientras llevan a cabo su trabajo. Pero, en los sistemas cuánticos partículas como el electrón o el fotón pueden presentar el 0 y el 1 a la vez, en un estado cuántico de superposición, permitiendo a los ordenadores hacer cálculos mucho más complejos, seguros y veloces que los que realizan actualmente.

MEMS, las nanomáquinas que cambiarán al mundo 

Sistemas Micro Electro Mecánicos (MEMS, por Microelectromechanical Systems) son la etapa siguiente en la revolución que comenzó con la invención del circuito integrado. Estas nanomáquinas son tan pequeñas que no se ven con el ojo desnudo y realizan tareas que resultan imposibles para las máquinas comunes.


Sobre la uña, un acelerómetro comercial de la empresa ST

La electrónica de consumo ha llegado al estado en que se encuentra hoy gracias a la miniaturización. Sin ella, sería imposible crear circuitos integrados con millones de transistores y un tamaño de solo una fracción de centímetro cuadrado. Sin la microelectrónica, el equivalente de un microprocesador como el que tiene tu ordenador ocuparía el volumen de un edificio de 12 o 14 pisos. No habría iPods ni teléfonos móviles.
Sin embargo, y a pesar de los logros obtenidos en la reducción de tamaño de los componentes electrónicos, los sistemas mecánicos aun requieren de piezas cuyo tamaño es varios órdenes de magnitud más grandes que sus contrapartes electrónicas. Cualquier pieza de un reloj mecánico, por ejemplo, es millones de veces más grande que uno de los transistores integrados en un microprocesador. Pero esta situación está cambiando.
La miniaturización de máquinas electromecánicas ha dado lugar a los MEMS, que silenciosamente han ocupado un lugar en nuestra vida cotidiana. De hecho, el dispositivo capaz de medir la aceleración a la que sometes el mando de tu Wii (un acelerómetro) es un MEMS. Se trata del mismo dispositivo que, instalado en el airbag de un coche determina el momento justo en que se produce un choque y dispara el mecanismo de inflado de las bolsas.


Mecanismo construido mediante tecnología MEMS

Pero si bien los acelerómetros son quizás los dispositivos basados en MEMS mas difundidos, no son los únicos. Existen sensores de presión, de temperatura y de humedad construidos a partir de piezas que tienen un tamaño similar al de un glóbulo rojo. Forman parte del sistema de control de los más modernos marcapasos, censando la actividad física del paciente para modificar su ritmo cardíaco. También se emplean MEMS en los cabezales de las impresoras de inyección de tinta, como parte del dispositivo que produce la evaporación controlada de la tinta en el momento justo.

Por lo general, estos mecanismos tienen un tamaño mayor al micrómetro (millonésima de metro) y menor al milímetro. Lo que los hace tan particulares es que, a estas escalas, el comportamiento físico que rige a las maquinas convencionales no siempre funciona como la intuición puede indicar. Efectivamente, el incremento en la relación entre la superficie y el volumen de las piezas de un MEMS hace que los efectos electrostáticos y térmicos predominen sobre la inercia o la masa térmica.

Para fabricar las pequeñas piezas que conforman estas maquinas se utiliza una tecnología que, en esencia, es la misma que la empleada para la fabricación de los circuitos integrados. La posibilidad de "integrar" piezas móviles es lo que ha hecho posibles maquinas a escala nanométricas. Existen motores a vapor del tamaño de un grano de polen, engranajes y palancas cuyo tamaño de mide en diámetros atómicos, y hasta pequeños espejos montados sobre soportes móviles, con un tamaño mucho menor al diámetro de un cabello, capaces de enfocar o corregir una imagen.


Pequeños espejos, montados sobre soportes móviles

Los MEMS permiten cada día la creación de dispositivos sorprendentes. Por ejemplo, para evitar la falsificación de una firma, es posible incorporar acelerómetros en una lapicera, para que además de escribir sea capaz de registrar las velocidades y aceleraciones que le imprimió la mano mientras se firmaba. Esto hace prácticamente imposible una falsificación.

Dentro de poco, será factible la fabricación de un dispositivo, que ubicado en el cuerpo de un paciente, analice su sangre y que, en función de los resultados, inyecte los fármacos necesarios en las dosis adecuadas. En caso de ser necesario, hasta podría enviar una señal de alerta para que el paciente fuera atendido de urgencia. Estas máquinas funcionarán como pequeños robots, capaces de realizar tareas que resultan imposibles a una escala mayor.

Se trata de una ciencia que, a pesar de habernos brindado ya una cantidad de soluciones concretas a problemas de ingeniería, recién está naciendo. Pero tiene el potencial de, como decíamos al comienzo, cambiar el mundo

La nanotecnología será capaz de mejorar la calidad de vida en el planeta 

Actualmente está en sus inicios la nanotecnología, una ciencia dedicada al estudio de los nanomateriales, objetos más pequeños que un microbio.



Respecto al tema, la experta en química Natalia León aseguró que convivimos con el nanomundo desde que existimos, debido a la enorme cantidad de microorganismos que existe actualmente, de hecho, en el cuerpo humano habita un pequeño universo de seres microscópicos.

Asimismo, explicó, en una ponencia sobre materiales porosos nanoestructurados y sus diversas aplicaciones, que los elementos porosos son aquellos que por su condición molecular, son capaces de absorber o expulsar sustancias líquidas, un ejemplo de ello sería la piel de los seres vivos.

Al mismo tiempo, argumentó que el aerogel es una sustancia de dimensiones nanométricas (una medida de tamaño tan pequeña, que se necesitan un millón de nanómetros para completar un milímetro) con altos contenidos de porosidad, el cual tiene aplicaciones interesantes para la energía y el medio ambiente.

Referente a la energía, específicamente el petróleo, la especialista en química Natalia León explicó que el aerogel se puede usar para cubrir oleoductos en aquellos países que experimentan las cuatro estaciones del año (primavera, otoño verano e invierno).

Los oleoductos se tienen que recubrir con algún material para proteger el petróleo o derivados, por lo que se utilizan unas láminas, las cuales requieren un grosor determinado para ser efectivas, pero si esas láminas son sustituidas por aerogel, se disminuye el grosor de la capa aislante, permitiendo aumentar la cantidad de lo que se transporta, explicó León.

Asimismo, informó que esta sustancia, más pequeña que un grano de arena, es un aislante térmico que puede ser usado para protegerse del frío o del calor, de hecho, en países con bajas temperaturas, se utiliza este nanomaterial en prendas de vestir para producir calor.

Por sus propiedades como aislante térmico, ha sido aplicado en chaquetas para personas que tienen que trabajar en ambientes con temperaturas hostiles, dijo.

Igualmente es capaz de ser utilizado para protegerse del calor, pero en este caso es por tiempo limitado, dependiendo de la densidad del aerogel. Para ejemplificar, la experta en química mostró una foto en la cual se aplicaba un soplete a una rosa, y entre ambos elementos estaba una fina capa de aerogel que protegía completamente a la flor.

Del mismo modo, las partículas de aerogel pueden ser usadas para tratamiento de aguas residuales, a modo de absorbente, para purificarlas.

Estas nanoestructuras han sido utilizadas en aguas residuales, y han demostrado ser bastante efectivas en comparación con los absorbentes tradicionales usados para tratamiento de aguas, han probado ser mejores que ellos.

De igual forma, el aerogel puede ser usado, teóricamente, en casos de derrames petroleros. Estas partículas, por tener en su estructura un 99% de porosidad, son capaces de absorber el hidrocarburo derramado en el mar, y luego recuperarlo, sin embargo, aún no se ha descubierto un proceso para extraer el combustible de las partículas absorbentes.

En un futuro se espera poder usarlo para fines médicos, sustituyendo las prótesis metálicas. Por los momentos, está éticamente prohibido su uso en humanos, debido a que no se sabe cómo reaccionará el cuerpo humano ante esta sustancia, ya que una célula es mucho más grande que una partícula de aerogel, y se desconoce si la primera se fusionará con el agente externo, lo expulsará o atacará.

Nanotecnología en HP Labs

Nanotecnología,  describe  una tecnología basada en la manipulación de la materia a través de la escala  de un nanómetro (la milmillonésima parte de un metro). La nanoescala es reconocida fundamentalmente en el microcósmo, en el hábitat de los átomos y las moléculas. Sin embargo, aplicaciones recientes, han hecho que ésta tecnología, tenga sus nuevos valores en el desarrollo de la ingeniería de materiales, logrando que notables investigadores hayan podido diseñar materiales, mucho mas durables y resistentes, aprovechando los cambios en las propiedades de las sustancias cuando se reducen a la dimensión nanoescalar.
La nanotecnología dá respuestas trascendentes a la producción comercial, sin embargo la misma conlleva  a profundos riesgos sociales y ambientales, no solo por ser una tecnología que potencia a la industria biotecnológica, sino también porque incluye manipulación atómica y porque abre la posibilidad de la fusión entre el mundo biológico y el mecánico. Los últimos avances en ésta materia concluyen que para algunos empresarios, la nanotecnología será su negocio, pero un amplio número de empresas querrán utilizar la nanotecnología para mejorar los productos que ya tienen. Las aplicaciones más prometedoras de esta ciencia, que aún no se ha desarrollado plenamente, son la energía, la agricultura, el tratamiento de las aguas, el tratamiento de enfermedades, la administración de fármacos, el procesamiento de alimentos, la contaminación, la construcción, la monitorización de la salud y la detección y el control de plagas.
A corto plazo, la nanotecnología dará lugar a materiales más ligeros y fuertes con propiedades distintas a las de los materiales que conocemos hoy, lo que supondrá una importante transformación de los sistemas de armamentos. Las propiedades de estos materiales podrán ser modificadas y controladas como se quiera: fibras inteligentes que pueden cambiar su color, características electrónicas o su forma; sistemas inteligentes o super materiales, realizados con componentes de precisión atómica, lo que puede llevar a estructuras moleculares con alta conductividad eléctrica o potencia.

Bio-nanotecnología: Esta rama moverá más de 2,5 billones de dólares en 2014 

La nanotecnología, esa rama de la industria que estudia el manejo de las más diminutas partículas de átomos y moléculas, tiene un rentable porvenir por delante.



La nanotecnología tiene actualmente un mercado de 50.000 millones de dólares en el ámbito mundial, según la Fundación Nacional de la Ciencia de Estados Unidos, ente que calcula que el consumo de productos nanotecnológicos alcanzará el billón de dólares en 2011.

Mientras, analistas del sector vaticinan que apenas tres años después, en 2014, la torta habrá crecido de manera impresionante, para romper la barrera de los 2,6 billones de dólares, equivalente a diez veces el de la Biotecnología, e igual a la suma combinada de los mercados de la informática y las comunicaciones, según palabras del investigador Pat Mooney, ganador del premio Right Livelihood Award, mejor conocido en el ámbito como el "Nobel Alternativo".

Las inversiones más importantes sea registran de manera mixta. Empresas privadas, muchas asociadas estratégicamente con sus pares, mantienen y desarrollan planes conjuntos con gobiernos.

Japón lleva la delantera en desembolsos, con inversiones que triplican las de Estados Unidos, según la misma fuente. En total, se estima que los Estados han desembolsado casi 5 millardos de dólares en los últimos 18 meses.

En el caso de Norteamérica, por ejemplo, gran parte (más de 600 millones de dólares) de la inversión se ha dirigido a la creación del Centro para la Nanotecnología en la Sociedad, dentro de la Universidad de Arizona, cuya misión es fomentar el potencial de esta rama para mejorar la salud y el bienestar humano a través de nanodispositivos que puedan ejecutar nanooperaciones quirúrgicas, o sensores injertados en el cuerpo capaces de monitorizar la salud.


El método 

En este marco, IBM anunció que sus investigadores encontraron un nuevo método a nanoescala que separa muy rápidamente pequeñas cantidades de moléculas y también la entrega en forma precisa sobre las superficies con un control sin precedentes.

Cuando esté totalmente desarrollada, la nueva técnica tiene el potencial de mejorar aplicaciones tan diversas como ensayos médicos de laboratorio y la fabricación de circuitos nanoeléctricos futuros.

Los científicos de IBM anticipan que su nuevo método algún día podrá emplearse por lo menos en dos aplicaciones muy distintas. Como es una versión muy miniaturizada de la electroforesis, un procedimiento estándar que utiliza campos eléctricos para separar moléculas biológicas, este novedoso sistema podrá acelerar una amplia variedad de análisis moleculares y aplicaciones genéticas, desde el rastreo de ADN hasta análisis de sangre de rutina.

Hoy las separaciones por electroforesis en geles o tubos capilares en general llevan de minutos a horas, lo cual acarrea costos mayores en insumos y en horas hombre.

También tiene el método el potencial de entregar moléculas en una superficie con gran precisión, lo cual puede ser útil para crear circuitos electrónicos moleculares futuros o características de litografía para nanoelectrónica un poco más convencional, de uso principalmente industrial.


El común 

Pero la nanotecnología ya es parte de la vida del consumidor cotidiano. Entre los productos que están en los anaqueles se encuentran los bloqueadores solares, cremas antienvejecimiento, y varios tipos de cosméticos.

Muchos de ellos contienen nanopartículas o nanocápsulas para hacer más efectivo su uso. Aún hay resquemores acerca del impacto de su composición sobre la salud, pues hay investigadores que afirman que algunas fórmulas podrían generar radicales libres que pueden ocasionar daños de algún tipo al ADN. Esto podría derivar, en los casos más extremos, en inflamaciones o tumoraciones.

Nanotecnología para teléfonos celulares 

Según la revista Sci-Tech, investigadores de Bell Labs de Lucent están desarrollando teléfonos a nano-escala para la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada para el Ministerio de Defensa de los Estados Unidos. Estos nano-teléfonos consisten en transmisores de radio cuyo tamaño es igual que el diámetro de un pelo humano. Se podría utilizar los transmisores para estudiar procesos dentro de células vivas y medir potenciales químicas, campos eléctricos y presiones. Declaraciones de David Bishop (vice presidentes de Bell Labs) a Nano World, suponen una nueva posibilidad para reducir el tamaño de la tecnología existente a su límite práctico.



Las partes de teléfonos celulares que ayudan a enviar y recibir datos representan los componentes más costosos y los que más energía consumen. Según Bishop, con la nanotecnología se pueden reducir costes, aumentar funcionalibilidad y disminuir energía.
Los amplificadores de frecuencia de radio utilizados en teléfonos celulares son filamentos de tungsteno calientes cuya eficiencia de potencia llega al 10 por cien. El objetivo de las investigaciones actuales es sustituir estos filamentos, que consumen mucha potencia de la batería, con conjuntos de nanotubos de carbón cultivados en platos de silicio que actúen como tubos al vacío altamente eficientes que emiten electrones.

Otras investigaciones que se están desarrollando incluyen:

- Micro-micrófonos para mejorar la filtración de interferencias y la recepción de sonidos deseados. Los micro-micrófonos desarrollados por Bell Labs incorporan membranas de silicio y otros materiales compuestos
- Lentes líquidas que son apretadas entre platos transparentes pintados con nano-capas que permite el movimiento del líquido sin viscosidad permitiendo que la lente pueda transformar para que mantenga su objetivo enfocado.
- Baterías inteligentes fabricadas con nanotubos de silicio
- Nano-brújulas que, una vez conectado con sistemas GPS, que permitirán utilizar el teléfono para detectar la localización exacta y utilizar servicios que indican las direcciones para llegar de un sitio a otro.
- Nanosensores para que el teléfono móvil detecte la presencia de productos químicos en el ambiente.

Tendencias en Nanotecnologia. Intel nuevos productos.

La nanotecnología fue propuesta en términos teóricos por el Premio Nóbel de Física Richard Feynman a finales de los cincuenta.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. 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.

La nanotecnología permita trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. Esta posibilidad nos lleva a  fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas.
La nanotecnología provocará una segunda revolución industrial. Actualmente, las 22 agencias gubernamentales en Estados Unidos,  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 que ya tiene en marcha un Plan Estratégico para el desarrollo de la Nanotecnología para los próximos 5-10 años. Se puede. 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. 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.

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.

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, ha creado 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.

Sin embargo, 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.

Se predijo  que el mercado global para nanosensores alcanzaría para  el 2005 "la modesta cifra" de 186 millones de dólares. Y United Press International's Nano World señala 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.La mayor parte de de este crecimiento está ligado a nuevos materiales. Para este año, más de 100.000 millones de dólares en productos estarán relacionados con algún tipo de nanotecnología.

Nanomáquinas: 

La nanotecnología intenta minimizar la fabricación con un potencial ahorro de costes, materias primas, energía, etc. De aquí que aparezca una nueva generación de máquinas según sus átomos. Algunas de esta nueva generación de máquinas tendrán un gran impacto potencial en relación con la salud, prevención de enfermedades, etc.

Se trata de un mero campo futurista de la investigación sujeta a la construcción de un "Ensamblador" (Assembler), esto es, una máquina de construcción que manipula y construye con los átomos o las moléculas individuales. Uno de los primeros retos de la investigación a largo plazo de la nanotecnología es la reproducción de un ensamblador en si mismo reprogramable. Éste sería un dispositivo que puede hacer una copia completa de sí mismo a partir de las materias primas y energía dadas. Una arquitectura compleja, pero no imposible de alcanzar para la nanociencia desde una perspectiva teórica (el MIT señala una vía: la Litografía Nano-impresión -Nanoimprint Lithography-).

Tras conseguir que una cantidad suficiente de ensambladores estuvieran disponibles, las primeras nanomáquinas o micromáquinas se reprogramarían para producir algo más útil. En la literatura de la ciencia ficción (Michael Crichton y su libro: Presa), tales ensambladores se han llamado "recopiladores de materia".
La naturaleza es abundante en este tipo de ensambladores: las bacterias , que se pueden reprogramar para realizar algunos tipos de tareas de ingeniería genética.

Ciertos progresos se han hecho en esta área, donde los investigadores han insertado los genes para una proteína particular en una bacteria. Uno de los primeros ejemplos de esto es la hormona de sistema- inmune interferón.

Las nanomáquinas constituirían, según expertos, una segunda revolución industrial para la humanidad y la concepción de una vida muy distinta y en un entorno (ciudad futura) muy diferente. Las implicaciones sociales, empresariales y políticas tendrían un largo alcance. Todo esto sin mencionar otros efectos de la nanotec relacionados con cuestiones militares o de defensa en general. Lo "nano" abriría la puerta a potenciales riesgos o peligros de una entidad desconocida. En todo caso interesa subrayar su significado para la nanociencia como un paso de gigantes en sus múltiples aplicaciones en beneficio de la humanidad.

La Nanotecnología

La nanociencias y la nanotecnologías son áreas de la ciencia y la técnica basadas en la habilidad de medir, controlar y modificar la sustancia a nivel molecular de manera individualizada.




Un poco de historia

Los orígenes de la nanotecnología se suelen ubicar en una conferencia que el premio Nóbel de Física Richard Feyman impartió en 1959 que ha pasado a la historia con el nombre “Hay suficiente espacio en el fondo”. En esta charla Feyman argumenta que “los principios de la Física, tal y como los veo, no hablan en contra de la posibilidad de manipular los objetos átomo a átomo”. Sin embargo, no fue hasta 1981 con el invento por G. Binning y sus colaboradores del microscopio de tunelaje que se alcanzó la madurez tecnológica para hacer realidad la predicción de Feyman. Un microscopio de efecto túnel es un dispositivo que permite visualizar a nivel atómico la superficie de los materiales e incluso modificar, por ejemplo colocar átomos, esta superficie a esa escala. El microscopio de efecto túnel fue el primero de un grupo de tecnologías de visualización y manipulación de los átomos. A este siguieron los microscopios de fuerza atómica, de fuerza magnética y otros más, en desarrollos que continúan hasta el día de hoy. En realidad el término “nanotecnología” fue acuñado por el científico japonés Norio Taniguchi en 1974. Un nanómetro es un milímetro dividido un millón de veces o, en el ejemplo mas citado, el grosor de un cabello humano dividido por cien mil.

En realidad los “materiales nanoestructurados” nos rodean desde siempre. Partículas resultados de procesos químicos y geológicos como en partículas ultraenfriadas durante erupciones volcánicas hasta la química molecular más compleja como la que ocurre dentro de los organismos vivos que da lugar a estructuras a esta escala como el propio ADN, “código de la vida” son nanoestructuras.

Es precisamente que mirando a la naturaleza que en el mismo 1981, el investigador K.Eric Drexler publica un importante artículo científico titulado “Ingeniería molecular: una aproximación al desarrollo de la capacidades generales para la manipulación molecular” considerado por algunos el primer artículo sobre nanotecnología molecular. Drexler avanza la propuesta de que se debía imitar los mecanismos de fabricación moleculares de la naturaleza para crear materiales y dis- positivos nuevos. Una aproximación que en 1986 conduce a Drexler a publicar “Maquinas de la creación: el advenimiento de la era de la nanotecnología“. Con el descubrimiento en 1985 de los fullerenos, moléculas de carbono ensambladas en forma de pelotas de balompíe, se da la estampida para la nanotecnología experimental y práctica. A este descubrimeinto siguío en 1991 el de los nanotubos de carbonos, otra manera de ensamblar átomos de carbono formando tubos huecos de diámetros en el orden de los nanómetros. Desde entonces se han desarrollado aplicaciones de estos nanotubos de carbono como conductores balísticos (1997), circuitos eléctricos (2001), osciladores de alta frecuencia (2002), transitores (2003), filamen- tos de luz (2004) y un largo etc que lo hace con mucho, el nanomaterial más estudiado y con mayores potencialidades. Ya en el 2006 métodos de producción estable de nanotubos de carbono han sido llevados de la escala de laboratorio a escala industrial.

¿Qué hace a la nanotecnología tan atractiva?

En la escala nanométrica las propiedades de los materiales tales como su color, su capacidad de conducir la eléctricidad, sus propiedades mecánicas, magnéticas cambian. Entendamos esto, digamos que tenemos un puñado de esferas de oro de un centímetro de diámetro con su característico color amarillo. Si formamos un polvo fino, este también tendrá el color amarillo del oro. Cuando esas mismas esferas son reducidas a tamaños de varios nanómetros de diámetro, el color del polvo cambia. Mas aún, a esas escala pequeños cambios de la forma de las esferas provocan drásticos cambios de color en el polvo que puede ir desde ser incoloro hasta tener un inusual color azul. Eso es algo a lo que no estamos acostumbrados. Hemos logrado cambiar el color de un material sin cambiar su naturaleza química. Es esta inusual propie- dad de cambiar de color a la escala nanométrica de las partículas de oro que lo hacen útil como marcadores para realizar mediciones a esta escala, por ejemplo para medir tamaños de porciones de ADN. Otras aplicaciones es la de cambiar el color de las superficies impregnándolas de las nanopartículas, algo que investigadores han aprovechado para fabricar perlas de distintos colores. Otros usos han estado vinculados a cosméticos que cambian de color bajo ciertos estímulos externos. En la nanotecnología lo importante es el tamaño de los constituyentes que determinan las propiedades de un material, y esa característica la comparten los más disímiles materiales: biológicos, sintéticos, inorgánicos. orgánicos.

En el terreno de la nanotecnología confluyen todas las ciencias básicas: biología, química, física, matemática. a esta escala todas estas disciplinas comparten métodos experimentales y técnicas de síntesis similares. Mas importante aún, como los materiales constituyen la base de todos los objetos que el hombre utiliza, la nanotecnología está llamada a revolucionar a corto plazo el mundo en que vivimos.

La revolución nanotecnológica

Que los materiales revolucionen la vida del hombre no es nuevo, las primeras etapas de desarrollo humano han sido clasificadas de acuerdo al material que el hombre fue dominando, y determinó su modo de vida, así hablamos de la edad de piedra, la edad de bronce y la edad de cobre entre otras. En el siglo XX, el siglo de los materiales, los plásticos, el cobre, el silicio transformaron nuestras vidas. Por ejemplo, el desarrollo de la tecnología del cobre posibilitó la transmisión eficiente de la energía electrica, la existencia de los motores y en definitiva la revolución eléctrica que domina nuestras vidas. Sin el silicio los transitores de estado sólido no hubieran sido posibles y de ellos los componentes electrónicos en constituyen el corazón de las computadoras, los equipos electrónicos modernos, los dispositivos utilizados en las telecomunicaciones. ¿Qué diferencia por tanto esta revolución nanotecnológica de otras revoluciones previas en los materiales ? La diferencia fundamental radica en que no hablamos en una revolución basada en un material o familia de materiales en particular, sino en un conjunto de técnicas que posibilitan la manipulación de la sustancia de manera individual a escala de un puñado de átomos donde se determina el carácter, las propiedades y la naturaleza misma del material. Con la nanotecnología se traspasan las fronteras convencionales y comenzamos a ver como materiales a todos los ensamblajes atómicos a la escala del nanómetro: el ADN, las proteínas, los lípidos etc. Y esta visión unificadora es la que introduce una cualidad nueva en nuestra visión del mundo y nuestra capacidad de transformarlo.

Las áreas de impacto donde se consideran la nanotecnología incidirán de forma más rápida son:

1. Salud humana, productos farmaceuticos, biotecnología e ingeniería genética
2. Generación eficiente y limpia de energía
3. Medio ambiente
4. Alimentación.
5. Industria armamentista
6. Electrónica y las comunicaciones
7. Cosméticos e industria de belleza

En el área de la salud los primeros impactos se reportan en la liberación controlada de fár- macos. En esta aplicación, sustancias activas farmacéuticamente son recubiertas con materiales nanométricos semiporosos que permiten la difusión del medicamento de manera sostenida durante un tiempo prolongado. Con esta técnica se evitan que los medicamentos provoquen “golpes” de fármacos en el organismo disminuyendo los efectos secundarios. Otra ventaja es disminuir la dependencia de los pacientes crónicos de un fármaco siendo el ejemplo mas socorrido el del paciente diabético insulina dependiente, que podría suministrarse la insulia nanoencapsulada de manera tal que su efecto en el cuerpo dure por varios dias sin necesidad de inocularse nuevas dosis.

Otra área de la salud, de investigaciones sostenidas que auguran impactos a corto plazo, es en el transporte de fármacos a un blanco determinado o “target drug delivery” donde un fármaco introducido en el cuerpo y agregado a una nanopartícula es “conducido” al lugar donde se quiere obtener el efecto terapéutico. De esta manera se disminuyen las dosis de medicinas a suministrarse y sus efectos secundarios, decrementándose el efecto invasivo de la medicación. El ejemplo típico de este tipo de aplicación es el antimflamatorio que es “conducido” a un músculo inflamado y liberado ahí, evitando la acción relajadora del fármaco sobre todos los músculos del cuerpo. En el área de dignóstico, la nanotecnología se encamina la detección temprana, a escala molecular, de enfermedades. En esta dirección se encuentra la detección de cáncer cuando está aún a nivel de una cuantas moléculas enfermas.

La generación eficiente de energía tiene que ver con el desarrollo de materiales capaces de almacenar energía de manera estable y con alta eficiencia de conversión, a fin de hacer viable la economía del hidrógeno; así como técnicas de fabricación de celdas solares de alta eficiencia de hasta el 20% basada en puntos cuánticos u otras tecnología nano. También se incluyen tecnología para la sepacación eficiente de agua en hidrógeno y oxígeno para la generación de energía limpia. Iluminación con dispositivos nano de alta eficiencia capaz de producir adecuados niveles de iluminación a muy bajo consumo energético. Otras investigaciones se dirigen a líneas de transmisión eléctrica con capacidades gigantescas de hasta 1 gygawatt, baterías eléctricas de bajo costo y alta eficiencia y utilización de mecanismos de síntesis biológicas alimentadas por el sol para la producción de materiales sin costo energético adicional.

Las aplicaciones medioambientales incluyen el desarrollo de nanomembranas para la limpieza química y biológica del agua. Medios activos para el control y reducción de contaminantes en el ambiente y el agua. Nanomateriales para la neutralización de catástrofes de contaminación como vertido de petróleo. En la alimentación, la nanotecnología promete un uso más eficiente y ecológico de fertilizantes y factores de crecimiento de cultivos, permitiendo aumentar el rendimiento agrícola por hectárea a la vez que reduce de manera sustancial el agotamiento de los suelos. La nanotecnología se está utilizando en investigaciones de nanopartículas magnéticas para la erradicacición de contaminantes químicos de los suelos y el uso de nanosensores para monitorear la calidad de los suelos y la salud de las plantas. Debe mencionarse además aplicaciones potenciales en productos nanotecnológicos para el suministro de mejores vacunas y terapéuticas para el ganado mayor y otros animales de explotación comercial. En otra área relacionada, la nanotecnología ya se utiliza en formas de almacenamiento de alimentos que los hagan más duraderos sin utilización de fuentes de energía, biosensores nano para la detección de alimentos en mal estado y nanoemuslsiones para la descontaminación de alimentos.

En la industria armamentista, recursos astronómicos se emplean en desarrollar tecnologías de camuflaje adaptables a las condiciones del entorno. En esto se trata de telas que cambian de color para simular el del ambiente en que se encuentran. También el logro de chalecos antibalas más efectivos y a la vez más livianos. Mejores blindados, proyectiles con mayor poder de penetración son otros desarrollos en curso. Armas químicas y nucleares de nueva generación y otros medios de ataque nanotecnológico se hallan entre las capacidades que actualmente se buscan desarrollar.

En la industria electrónica la nanotecnología será esencial en lograr menores escalas de minutarización al resolver problemas relacionados con la disipación de calor. También se considera que los desarrollos futuros relacionados con la computación cuántica tendrá su realización práctica en dispositivos que combinen técnicas nano. Se prevee que la nanotecnología resultará en computadoras más rápidas y eficientes con menor consumo energético, la introducción de nuevas tecnologías inalámbricas con mejores prestaciones, memorias en el rango de los Terabytes, frecuencias de transmisión de datos más elevadas y ancho de banda mayores.

La industria de la belleza es el área donde se observa el mayor número de aplicaciones ya comercializadas. De hecho la empresa Loreal se considera una de las mayores propietarias de patentes en nanotecnología en la actualidad con 196, por encima de gigantes como General Electric, Kodak y Motorola. La industria de cosméticos ya vende productos basados en partículas nanométricas como cremas para la piel, bloqueadores solares, acondicionadores de cabellos entre otros.

Las nanotecnologías se han tornado uno de los campos de mayor competitividad económica en el sector de las altas tecnologías.

Inversiones, iniciativas nacionales y privatización del conocimieno

Las grandes potencias mundiales desarrollan iniciativas nacionales en el área de la nanotecnología. La iniciativa norteamericana para la nanotecnología cuenta con un financiamiento de 3700 millones de dólares para tres años a partir del 2005. Solo en el 2004 el gasto en investigaciones fue de 849 millones de dólares donde alrededor de la mitad fue asignado al departamento de defensa y de energía. Ya en el 2006 el gasto había crecido a 1780 millones de dólares con similar distribución entre áreas. Japón es el segundo país invirtiendo en iniciativas nanotecnológicas con 975 millones de dólares en el 2006 seguido de cerca por China con 906 millones de dólares. En un reporte estadístico de patentes del 2007 se identificaron las áreas de la salud, la energía y la electrónica como las de mayor número de aplicaciones de patentes en los últimos años.


Financiamiento gubernamental a la I&D sobre N&N (en millones de USD)

* Excluye gastos no federales, como los del estado de California.
** Fundamentalmente China, Corea, Taiwán, Singapur
Del total de patentes otorgadas en el 2007 en nanotecnologías, el 40.3 % correspondió a los Estados Unidos seguido de la Unión Europea con el 26.4%, y Japón con el 19%. Si exceptuamos a China que tiene un 10%, el primer país del tercer mundo que aparece es Brasil y México con un 0.2% cada uno. La figura 1 muestra la distribución global de patentes en el sector de la salud según reportado en un estudio del 2005 de D. C. MacLurcan.

Las nanotecnologías amenazan con regresar a los países en desarrollo a la época de Colón en su relación con las potencias desarrolladas. Se trata de que en los próximos años los productos basados en la nanotecnología se multiplicarán y la incapacidad de los paises pobres no ya de producir, sino tan siquiera de valorar los productos nanotecnológicos, hacen presente la realidad de que otra vez nos cambien nuestros recursos naturales por “espejitos”. La revolución nanotecnológica también amenaza con hacer prescindibles grandes áreas geográficas al hacer sustituibles recursos naturales solo hallados en el tercer mundo.
El reporte “Para Una Inciativa en las Nanotecnología” del gobierno de Australia identifica como áreas de impacto de las nanotecnologías para el mundo subdesarrollado la remediación y potabilización de agua, el abaratamiento de las medicinas y la protección del medio ambiente.

Un publicitado reporte de la UNESCO advierte que el abismo entre países subdesarrollados y desarrollados en esta área surgió desde el mismo inicio, determinado por la deuda tecnológica y científica del Tercer Mundo respecto a las potencias hegemónicas y, amenaza con aumentar de manera insalvable en los próximos años. El mismo estudio identifica como áreas de mayor impacto de la nanotecnología en el Tercer Mundo las mismas señaladas con anterioridad con enfásis en la salud, la energía, la alimentación y el medio ambiente. Otra de las amenazas surgidas con las nanotecnología es el cambio de los marcos regulatorios de los países del primer mundo, al exigir a los productos que importan cumpan exigencias técnicas fuera del alcance de los países subdesarrollados, levantando barreras proteccionistas aparentemente técnicas. Esta relación se vuelve totalmente asimétrica, pues los países del Tercer Mundo aún cuando establecieran marcos regulatorios igualmente exigentes, carecerían de la capacidad técnica y científica de implementar tales exigencias. La agresividad de las compañias privadas en el área de la nanotecnología, inducen precupaciones éticas en cuanto a la comercialización de productos nanotecnológicos cuyo impacto medio ambiental, o a la salud humana y animal, no ha sido debidamente estudiado. Tales peligros están siendo estudiados por los países desarrollados con vista a establecer regulaciones apropiadas en sus territorios. Sin embargo, la carencia de tales investigaciones de manera autónoma, unido a la vulnerabilidad política y dependencia económica de muchos países del Tercer Mundo, amenazan con convertir nuestros pueblos en gigantescos campos de experimentación de las “nuevas tecnologías” y a sus habitantes en conejillos de indias.




Impacto sobre el desarrollo de las ciencias y las universidades

Las nanotecnologías han cerrado la brecha entre investigaciones básicas y aplicadas. De esta manera la Ciencia de los Materiales se incoporan a las áreas del conocimiento donde los estudios fundamentales se convierten en productos de alto valor de mercado. Este fenómeno se ve realizado en el surgimiento de empresas incubadoras o spin off desde las universisidades. El fenómeno del spin off, cuyo fundamento filosófico responde a la concepción neoliberal del mundo, permite la apropiación privada, a bajo riesgo del conocimiento generado en las universidades bajo financiamiento público. Por las características de esta ciencia, su caracter transdiciplinario y la necesidad de un enfoque integral de las ciencias naturales en su abordaje, se reconoce a las universidades como un espacio vital en las investigaciones en este campo. Las universidades en los países desarrollados se están constituyendo en actores protagónicos en el desarrollo nanotecnológico y en los últimos años se observa la profileración de institutos de nanotecnologías en las principales campus universitarios del Primer Mundo. Esta tendencia se ve reforzada al asignársele una importante parte de los fondos públicos dedicados a la nanotecnología que en algunos países llega hasta dos tercios del total asignado a las investigaciones.

Las universidades constituyen además, en el embalse natural de conocimientos de una sociedad, y su función universalizadora la torna un escenario privilegiado para potenciar desde sus espacios investigaciones más orientadas en otros sectores de la sociedad y la industria.
Percepción pública
La percepción pública de las nanotecnologías ha confrontado dos problemas que se derivan por igual de un desconocimiento técnico del tema. Por un lado, expectativas exageradas que se ha levantado sobre este tema por los propios científicos y la prensa en general, que la presentan como la solución a todos los problemas humanos. Por otro, derivado como rechazo a esas visiones exageradas, un temor a que las nanotecnologías den como resultado “monstruos” nanométricos incontrolados que se erijan como amenazas a la supervivencia humana. Tal visión catastrófica es alimentada por libros de ciencia ficción, películas, documentales sensacionalistas y la prensa.

Se debe comprender que las visiones de nanorobots sofisticados que actúen sobre el cuerpo humano y se repliquen, resultado de la visión inicial de Drexler, hoy son vistas con mucho escepticismo por la comunidad científica.
Existe un concenso entre los científicos de que a las escalas de los nanómetros, el nivel de complejidad de los entes que pueden ser creados está limitada por la propia realidad y sus leyes físicas. Entendamos esto con un ejemplo, tomemos un objeto que tiene el tamaño de diez nanómetros, la molécula de agua tiene un tamaño de 0.1 nm por lo que la relación de tamaños es como la de un ser humano a un grano de frijol. Un objeto como ese no verá al agua como un líquido contínuo, cuyo efecto sobre el cuerpo se compensa por los millones y millones de moléculas que le golpean contínuamente en todas las direcciones y que por tanto anulan su efecto. Un cuerpo de ese tamaño verá una marea de frijoles que le golpean contínuamente pero de forma discreta, haciéndolo agitarse bruscamente de un lado a otro, esto los científicos lo llaman movimiento Browniano. La conclusión es, que el nanorobot estarán sometidos a un ambiente más agitado que un terremoto lo que pone una seria limitante a que un objeto, formado por partes complejas, logre tener estabilidad para sobrevivir tal agitación. Lo más probable es que descubramos que la naturaleza ya descubrío que a esa escala el tipo de “objeto inteligente” al que puede aspirar hacer funcional, se parece más a las macromoléculas como las proteínas, los lípidos o el propio ADN. El mund radical de los nanosubmarinos, los nanorobots articulados etc, pertenecen más al mundo de la ciencia ficción que al de la realidad, y son consecuencia de la tendencia del ser humano de extrapolar sus vivencias a escalas, donde la percepción humana es una guía pobre para entender lo que está pasando.

También es importante comprender que el hombre ha convivido siempre con objetos en la nanoescala que existen en la naturaleza y por tanto para muchos de ellos ha creado barreras naturales de protección en su largo proceso de evolución. Del mismo modo, la naturaleza tiene mecanismos por los cuales nanopartículas en el ambiente suelen durar en estado disperso poco tiempo y rápidamente forman conglomerados o son adheridas a otras partículas o a superficies, perdiendo su caracter “nano”.

Esto no quiere decir que peligros no existan, pues no es menos cierto que los organismos vivos pueden no estar evolutivamente preparados para potenciales nanopartículas creadas por el hombre, mas este peligro no se circunscriben a las nanotecnologías. Aún no hay videncias de que las nanotecnologías sean per se especialmente peligrosas comparadas con otras tecnologías ya existentes y a las que estamos habituadas. El verdadero nivel de amenaza tóxica y ecológica de las nanotecnologías es un campo de mucha investigación hoy en día, donde hay que acumular experiencia y cultura sin sucumbir ni a la confianza ciega, ni a catastrofismos infundados.



INTEL  da a conocer 16 procesadores con tecnología 45NM

El escenario anterior, el desarrollo de la nanotecnología a nivel mundial, hizo que Intel tomara partida desde 2004. Intel produce hoy en día lo que se cree que son los primeros procesadores SRAM (Static Random Access Memory) totalmente operativos y elaborados con la tecnología de fabricación de tan sólo 45 nanómetros.

Intel es uno de los líderes de la industria por volumen de semiconductores con la tecnología de fabricación de 65 nanómetros, con dos plantas de fabricación de procesadores que utilizan esta tecnología (Arizona y Oregón), y construirá otra en Israel por un valor de 3.500 millones de dólares.

Esta innovación en transistores permitirá a la compañía continuar ofreciendo velocidades de procesamiento en servidores, equipos portátiles y de sobremesa, mientras se reducen las pérdidas de energía eléctrica de los transistores, lo que permite reducir el diseño del chip y del equipo informático, su tamaño, consumo eléctrico, ruido y costos. Además, este anuncio asegura la Ley de Moore, un axioma de la industria de alta tecnología en el que se plantea que el número de transistores en un chip se duplica cada dos años, algo que toma fuerza para la próxima década.

Los procesadores son hasta 25% más pequeños que versiones anteriores, de modo que los fabricantes de computadoras pueden crear nuevos diseños estilizados para los consumidores, que van desde PCs de escritorio todo en uno estilizadas hasta notebooks de menor tamaño. Entre los 16 nuevos productos, 12 están diseñados para nuevas laptops y PCs de escritorio y cuatro para servidores. Todos ellos están libres de plomo y, a partir de este año, estarán libres de halógeno, lo que hará que los procesadores sean más ecológicos.

"Los nuevos productos que anunciamos hoy proporcionan a consumidores y a empresas el beneficio de laptops más estilizadas y de más alto rendimiento y PCs más poderosas y a la moda que cumplen con los requisitos de los aficionados más exigentes a los juegos, entusiastas de la alta definición y casi cualquier otra demanda del consumidor", declaró  Mooly Eden, vicepresidente y gerente general del Grupo de Plataformas Móviles de Intel. "Y más adelante en este año, Intel comenzará a ofrecer Internet móvil con dispositivos habilitados para Internet mucho más compactos, ligeros y poderosos que finalmente cabrán en el bolsillo".
La prolongación de la vida de la batería es también una nueva característica de diseño de la microarquitectura Intel Core,  para un estado de administración de energía avanzada llamada Deep Power Down Technology (o tecnología de suspensión profunda), que reduce el consumo de energía del procesador cuando no envía datos o instrucciones a la laptop. Los procesadores son la base de la popular tecnología Intel® Centrino y ofrecen capacidades mejoradas de contenido y video con soporte para HD DVD* y Blu-Ray* con un decodificador opcional de otro fabricante. Las notebooks basadas en la tecnología Centrino vienen también con el chipset Mobile Intel® 965 Express y conexión de red inalámbrica, incluyendo el soporte opcional para redes 802.11n con Intel® Next-Gen Wireless-N. Se ha agregado también nuevas capacidades de video y gráficas, en los procesadores  con Intel® HD Boost que incluye extensiones Intel® Streaming SIMD Extensions 4 (SSE4) para acelerar las cargas de trabajo, incluida la codificación de video para alta definición y manipulación de fotografías.

WiMAX inalámbrico: 

La estrategia de Intel de utilizar plataformas de bajo consumo de energía basadas en la Arquitectura Intel para reducir  drásticamente el consumo de energía de la CPU y del chipset y el tamaño de los paquetes, ha hecho que Intel planee distribuir en la primera mitad del año su chipset de plataforma de bajo consumo de energía de primera generación.  Asimismo, Intel continúa trabajando de cerca con compañías de telecomunicaciones de todo el mundo para implementar redes WiMAX móviles. Estas redes ayudarán a entregar verdaderas experiencias de Internet móvil de alta velocidad a diversos dispositivos digitales en este mismo año.

Las PCs de escritorio de nivel básico reciben un empuje con el proceso de 45 nm



Son tres procesadores quad-core y cuatro dual-core de 45 nm para PCs de escritorio de nivel básico, que harán su aparición en este mes y en todo el primer trimestre del año.Los nuevos procesadores Intel® Core™ 2 Quad e Intel Core™ 2 Duo acelerarán la transición a la adopción de la línea de procesadores y la tecnología multi-core más recientes de Intel. Se venderán con diferentes velocidades de reloj, cachés L2 de gran tamaño y equipados con Intel® HD Boost (instrucciones SSE4). Estos procesadores de 45 nm son también un requisito para los fabricantes de computadoras que ostentan la marca procesador Intel Core™2 con tecnología Viiv™, facilitando a los consumidores seleccionar una gran PC para entretenimiento con las tecnologías más innovadoras de Intel.

Llegó la "ropa inteligente" 

La nanotecnología está saliendo de los laboratorios científicos y de los espacios de la medicina terapéutica de elite para proyectarse a la vida cotidiana.

Ahora avanza en la fabricación de ropa revolucionando el mercado con la aparición de 'telas inteligentes'  e 'indumentaria informatizada'.



El ejército del aire de los Estados Unidos ha creado un tejido que emplea nanotecnología para matar a las bacterias y forzar a los líquidos a evaporarse. Y gracias a ese tejido, unos científicos han creado ropa interior que se puede llevar durante semanas, sin la necesidad de ser lavada. Las partículas nanotecnológicas son adheridas al tejido con microondas y se les agregan unos compuestos químicos que son los que hacen que dichas partículas repelan olores, líquidos y demás sustancias nocivas.

Algunas prendas de este tipo ya se hallan en el mercado. Ésta ropa informa sobre los cambios fisiológicos de adaptación que se producen en el organismo durante la actividad física y, de acuerdo a esto, se automodifican para mejorar el rendimiento. La aplicabilidad de esta indumentaria es principalmente útil para los deportistas, como así también para uso diagnóstico y terapéutico en enfermos crónicos, en especial diabéticos e hipertensos.

Estas telas inteligentes permiten  el  control  de la salud de la persona, a través de la incorporación de microsensores  electrónicos y son de colores cambiantes  ya que por  la incorporación a la trama de fibra de vidrio y plástico se modifica la absorción y reflexión de la onda lumínica .

Estos tejidos absorben la transpiración permitiendo que la piel se mantenga seca. Se produce una adaptabilidad  de la tela que abriga cuando el  entorno es frío y ventila a altas temperaturas ambientales y/o a los ejercicios corporales violentos que  necesitan de una mayor convexión del calor. El uso de estas ropas impactarán favorablemente sobre el  consumo  de energía  para calentarse dado que al mantener  la homeostasis en la temperatura corporal no se requerirá el auxilio de calefactores o refrigeradores con el consecuente ahorro energético.

Los laboratorios que trabajan creando estas prendas inteligentes están logrando que no se arruguen, que no se manchen y  que mantengan una  apariencia de recién estrenadas después de años de uso y muchos lavados.

Loa alérgicos también se ven beneficiados con estas nuevas telas  ya que por su propiedad antiestática repelen polen, polvillo ambiental, pelos, etc. e impiden el paso de hongos, ácaros, virus, y otros microorganismos nocivos  para la salud y que son de muy difícil eliminación en el lavado de las telas tradicionales.




El  calzado también es beneficiario de la nanotecnología indumentaria. Tras tres años de trabajo, Adidas creó 'Adidas -1', que es un calzado que mide el peso del deportista, la fuerza de sus pasos  y el tipo de terreno por el que se desplaza realizando los ajustes necesarios para la exacta tensión del calzado.  El talón de la zapatilla es hueco y dentro de éste, sus nanocomponentes  generan un campo magnético al correr el pie impacta sobre el  talón y lo modifica. Posee  un sensor que registra más de 1.000 lecturas segundo y detecta las informaciones que envía al microchip. Este determina el  nivel de tensión adecuada para el talón y  envía la información al motor que gira a 6.000 revoluciones por minuto, y mueve el tornillo, que afirma o relaja el talón, repitiéndose el proceso con cada paso.

El  microchip de estas zapatillas puede realizar 5.000.000 de cálculos por segundo. Cuando una persona corre, su cuerpo  absorbe cuatro veces su propio peso en cada paso. Estas zapatillas inteligentes ayudan a absorber esta tremenda fuerza, a  proteger las partes más vulnerables y a brindar velocidad y confort.

Nanomáquinas para eliminar el cáncer 


Un sistema biocompatible y eficiente de liberación de medicamentos

La utilización de nanotecnologia en el ámbito de la medicina nos permitirá abordar con éxito la cura de muchas enfermedades. En la Universidad de California han comenzado a utilizar nanopartículas mesoporosas de sílice como vehículo para superar el problema de la insolubilidad en agua de muchos fármacos anticáncer, aumentando su eficacia.

Cuando hablamos de nanomáquinas, es posible que imaginemos una especie de vehiculo en miniatura, dotado de algún tipo de piloto automático, capaz de llevar a cabo tareas complejas dentro del cuerpo humano (u otro entorno). Sin embargo, la nanotecnologia puede ser sumamente útil sin necesidad de semejante complejidad. El secreto de su éxito es, por supuesto, el pequeño tamaño de sus componentes.
Uno de los problemas mas graves de las terapias anticáncer basadas en medicamentes reside en la pobre solubilidad en agua que tienen estos fármacos anticancerígenos. Para que puedan realizar su labor, deben ser tratados con sustancias que los ayuden a disolverse luego de ser ingeridos para que puedan ser absorbidos por las células cancerosas. Pero el agregado de estos disolventes no sólo disminuye la potencia y eficacia de los medicamentos sino que también producen efectos tóxicos indeseados en el paciente.

Con este problema en mente, investigadores pertenecientes al Instituto Californiano de Nanosistemas, que depende de la Universidad de California (UCLA); y al Centro Oncológico Jonsson, desarrollaron unas nanopartículas compuestas de sílice que permiten a los medicamentes oncológicos (como la camptotecina, entre otros) ser fácilmente disueltos y mejorar su eficacia a la hora de atacar las células cancerosas humanas.


También se han desarrollado nano motores que podrian mover sistemas de nano cirugia

Los científicos a cargo de la dirección del proyecto son Fuyu Tamanoi, un profesor de microbiología, inmunología y genética molecular que se desempeña en la UCLA, y Jeffrey Zink, profesor de química y bioquímica en la misma institución. Juntos crearon un método que ha resultado ser eficaz para resolver el problema de la solubilidad. Básicamente, se trata de incorporar las moléculas del medicamento en cuestión en los "poros" que presenta la superficie de algunas nanopartículas, convirtiéndolas en una especie de "medio de transporte" para la droga.

Zink y Tamanoi trabajaron con nanopartículas mesoporosas fluorescentes de sílice, cargadas con moléculas del medicamento anticancerígeno hidrófobo camptotecina. Una vez introducidas en el cuerpo, las moléculas de camptotecina son liberadas y pueden adosarse a las diversas células cancerosas humanas para inducirles la muerte celular. Los resultados disponibles son alentadores, y sugieren que las nanopartículas mesoporosas de sílice podrían utilizarse como un vector de transporte mucho menos toxico que los diluyentes empleados actualmente por los fármacos anticáncer.

Las nanopartículas empleadas son biocompatibles. Su superficie contiene una gran cantidad de poros tubulares en los que se alojan los medicamentos a distribuir, y lo mejor de todo, son relativamente fáciles de modificar para adaptarla a nuevas "misiones". Los científicos apuestan al desarrollo de estas nanopartículas debido al claro potencial que han demostrado para convertirse en un sistema biocompatible y  eficiente de liberación de medicamentos.

En este momento, se considera que la camptotecina y sus derivados como los medicamentos anticancerígenos mas eficientes. Diferentes experimentos realizados en laboratorios han demostrado que son efectivos contra los carcinomas de estómago, colon, cuello, vejiga, cáncer de mama, de  pulmón (de células pequeñas) y la leucemia. Pero a la hora de aplicarlos a un paciente humano, solo pueden utilizarse derivados de la camptotecina que sean solubles en agua, que generalmente son mucho menos eficaces.

Este problema se ha encarado con métodos convencionales, como liberación mediante el empleo de ciertos polímeros y partículas liposomales. Pero el empleo de nanopartículas de sílice mesoporosas ha mostrado un gran potencial, y constituyen el método más prometedor para la liberación de agentes terapéuticos en puntos precisos de órganos (o incluso de grupos pequeños de células) seleccionados como objetivos.

Computación cuántica... Muy cerca 

IBM anunció que está en capacidad de realizar computación y almacenar información a escala atómica, hecho que empieza a acercarnos a la singularidad (revolución tecnológica sin precedentes), predicha por Ray Kurzweil para el año 2050, acelerando asimismo la indetenible miniaturización de chips, predicha por la Ley de Moore. Con lo que la masivización de computadoras cuánticas, con más capacidad de procesamiento merced al fenómeno de superposición (adición de amplitudes de ondas de interferencia, de modo que un objeto posea simultáneamente dos o mas valores para una cantidad observable) y supervelocidad merced al entanglement (operaciones de datos entre dos o mas objetos -espacialmente separados- descritos con referencia el uno de otro), empieza también a materializarse.

Aunque algunos no perciban la importancia de la noticia, baste decir que gracias a ello tendremos dentro de pocos años: Robots con cerebros equivalentes al de humanos (realizando viajes al espacio y poblando planetas, planificando investigaciones cientificas, realizando labores de seguridad, de salvataje, etc).
Por su parte, R. Stanley Williams de Hewlett-Packard, dice que se está manufacturando un chip hibrido, de silicio y componentes a escala molecular (field programmable gate array: F.P.G.A.), que ahorra enorme espacio. Con el empleo del magnetismo a escala nanotecnológica, se ha creado una técnica para leer y escribir simultáneamente "1s" y "0s" digitales, sobre átomos individuales. Asi, un átomo de hierro, podria almacenar simultáneamente un único qbit de datos binarios ("0" y "1"), identificados por la orientaciún de su campo magnético, concepción básica para construir superveloces computadoras cuánticas.




Estados on/off de una molécula de naftalocianina



Visión artística del proceso de conmutación con dos átomos de hidrógeno en una cavidad en el centro de la molécula

Investigadores de I.B.M/Almaden Research Center/San Jose, California, han observado, mediante un scanning tunneling microscope, la orientación magnética de átomos de hierro y manganeso, a bajas temperaturas, hecho crucial para leer, escribir y almacenar información digital.

Otro grupo de investigadores de la I.B.M/Zurich, ha logrado que dos átomos de hidrógeno (con movimientos atómicos, de delante hacia atrás, creando dos estados, equivalentes a "0" y "1"), funcionen como conmutadores. Finalmente el mismo grupo inyectó una carga eléctrica al interior de una molécula, trasmitiendo el efecto a una molécula vecina, estableciendo la posibilidad de extender el efecto a trillones de conmutadores atómicos en el futuro (entanglement), acelerando infinitamente la trasmisión de la información.

Nanotubos de carbono podrían provocar daños pulmonares 

Los nanotubos de carbono largos podrían provocar lesiones en los pulmones similares a los del amianto, sugirió un estudio con ratones difundido en la revista Nature Nanotechnology..

En la actualidad, los nanotubos se utilizan en la fabricación de bates de béisbol, raquetas de tenis entre otros implementos deportivos.



Científicos británicos y estadounidenses realizaron experimentos con roedores expuestos a fibras de diámetro equivalente a una millonésima de metro, podría desencadenar mesotelioma, cáncer que afecta las membranas de los pulmones.

Según los autores del estudio, tales resultados posiblemente afecten los estudios de nanotecnología, con una potencial aplicación en diferentes ramas de la ciencia.

"Como sociedad no podemos permitirnos el hecho de no explotar ese material increíble, pero tampoco podemos equivocarnos como ocurrió con el amianto", señaló Andrew Maynard, del Woodrow Wilson International Center for Scholars, de Washington.

Las personas que podrían tener un mayor riesgo de enfermedad son quienes fabrican los nanotubos.
Los ratones expuestos a esas fibras sufrieron lesiones pulmonares similares a las que provoca el amianto o asbestos, un material fibroso, que ha sido utilizado en materiales de construcción por su resistencia.
El daño pleural ocurre porque las células son incapaces de fagocitar (devorar) los nanotubos con más de 20 micrones, indicaron los investigadores de las universidades británicas de Manchester, Edimburgo y de Estados Unidos.

Aún está por investigar, si las fibras largas y rectas formadas por varias capas están vinculadas con el desarrollo de tumores.

La evolución de los chips: Moore sigue mandando 

San Francisco, California, 20/09/07. Varias metáforas han sido utilizadas para ilustrar el impacto de la miniaturización de los componentes electrónicos en la evolución de la computación. La más reciente, presentada esta semana por el gerente de computación empresarial de Intel, Pat Gelsinger, en el foro de desarrolladores que esa empresa realiza esta semana en San Francisco, se basa en la evolución de la industria aeronáutica y propone un escenario hipotético sobre un moderno avión de pasajeros, si su tecnología de construcción hubiese evolucionado al mismo paso que los chips procesadores.
Gelsinger mostró un cuadro donde se compara el Boeing 747, que voló por primera vez hace 37 años, y el moderno 787, previsto para el año que viene.

Como se sabe, el ritmo de crecimiento del número de transistores o puertas lógicas que pueden ser alojados en un chip es exponencial; se duplica cada dos años de acuerdo a la conocida ley de Moore. Este hecho también propicia el crecimiento exponencial de la mayoría de los parámetros básicos del mundo digital: desde el rendimiento de un computador hasta los megapixeles de una cámara.

Dice Gelsinger que un 787 hipotético, apegado a una evolución digital, podría con 118 millones de pasajeros, podría cargarse o descargarse en 12 milisegundos y el rendimiento del combustible sería cien mil veces mayor que el del 787 real.

Como sardina en lata

En el corazón de los modernos chips de silicio o silicón, los componentes más importantes son los transistores, que pueden verse como puertas lógicas que sólo saben decir "sí" o "no", dependiendo si en su entrada está presente o no una cierta corriente eléctrica.

Al combinar dos o más transistores en compuertas de mayor complejidad, el número de escenarios posibles aumenta dramáticamente. Esto permite realizar operaciones aritméticas y lógicas con sólo un alfabeto de dos símbolos.

Gordon Moore, fundador de Intel y quien trabajó en la fabricación de los primeros circuitos integrados, fue una de las atracciones de este foro de desarrolladores de Intel. Desde principios de los años 60, Moore trabajó con unos de los creadores del transistor en los laboratorios Bell, Robert Shocley y con Robert Noyce, creador del primer circuito integrado. En 1965, tres años antes de que decidiera fundar Intel, en conjunto con Noyce, Moore publicó un artículo en Electronics Magazine con la hipótesis de que el número de transistores integrados en un chip crecería exponencialmente en los años subsiguientes.

Escala nanométrica

No fue sino hasta mediados de los 70 que se comenzó a hablar de la ley de Moore, cuando ya se había comprobado en la práctica la consistencia de esta acertada predicción.



En 1971, los primeros procesadores alojaban 2.300 transistores y la tecnología de fabricación correspondía a una escala de millonésimas de metro. Cinco años más tarde ya los transistores encapsulados llegaban a los 6.500 y la escala se había reducido en un tercio.

De las millonésimas de metro o micrómetros, los componentes comenzaron a estar más apiñados. A partir de 1985, los procesadores Intel 386 marcaron la tendencia de tecnología que estaban por debajo del micrómetro para entrar en los nanómetros o mil millonésimas de metro. De allí se popularizó el término nanotecnología que designaba la escala de fabricación más reducida de ese momento.

En los últimos 10 años, Intel y la industria de fabricación de chips en su conjunto han pasado de una escala 180 nanómetros a 45 nanómetros (nm). Con esta tecnología, Intel está ya fabricando chips que saldrán al mercado en noviembre y para dentro de dos años se prevé la transición a escalas de 32 nanómetros.
¿Cómo se comparan las dos tecnologías, la actual de 65 nm y y la próxima de 45 nm? Paul Otellini, el director ejecutivo de Intel, señaló que mientras un procesador Xeon 5300 cubre un área de 143 milímetros cuadrados y aloja 582 millones de transistores, el nuevo Xeon 5400 de 45 nm y aislante Hi-K ocupa un área de 107 mm cuadrados y aloja 820 millones de transistores.

Los chips de 32 nm, que comenzarán a producirse a partir de 2009 ya cuentan con un prototipo funcional en el área de memoria RAM. Intel logró incorporar en un chip de 32 nm la asombrosa cantidad de 1,9 millardos de transistores, anunció Otellini.

Moore's Law: de 10 a 15 años más

A 60 años del primer transistor, armado en los laboratorios Bell y 42 años después de haber formulado una hipótesis que se convirtió en la ley fundamental de evolución de la vida digital, Gordon Moore fue una de las atracciones de este IDF, que marca el décimo aniversario del evento.

En una cálida entrevista, Moore dio detalles sobre la escogencia, en los inicios de Intel, de una tecnología de fabricación de chips lo suficientemente manejable para desarrollarla con los recursos de los que disponían y a la vez con una dosis de complejidad que evitara que los gigantes como Texas Innstruments no la copiaran de inmediato. El resultado fue la tecnología C-MOS.

Fuera del área estrictamente tecnológica, Intel introdujo cambios que han sido menos difundidos que sus ubicuos chips.

Por ejemplo, los cubículos en las oficinas. Moore cuenta que en la primera gran ampliación de Intel adquirieron un edificio enorme y que se dieron cuenta que las oficinas tradicionales hubiesen quedado como "celdas de una prisión".
Se les ocurrió dividir el espacio en cubículos para darle mayor apertura al ambiente de trabajo y la idea fua adoptada muy rápidamente por el mundo corporativo.

"Todavía tengo el cubículo más grande en Intel, gracias a una mesa de conferencias que ya no se usa, pero por supuesto no dejo que se lleven".

Un respiro de 15 años

"Todo fenómeno que crece exponencialmente tiene necesariamente un límite", dijo Gordon Moore en el IDF, al ser interrogado sobre la vigencia de su postulado.

"Pienso que en una década, o tal vez en una década y media, vamos a tropezarnos con una barrera fundamental", dijo Moore en la entrevista, antes de reconocer que no era sencillo dar una fecha precisa.
"Esas barreras que se ven como impenetrables comienzan a desaparecer cuando nos acercamos a ellas y cuando la gente se ha enfocado en ellas por cierto tiempo. Esto me sorprende continuamente".

Lo que nos depara el futuro, según IBM 

IBM publicó su segunda "IBM Next Five in Five" anual, una lista compilada con información recabada de más de 150 mil personas en 104 países y datos de sus propios laboratorios de investigación y analistas de negocios, donde presentan innovaciones que tienen el potencial de cambiar la forma como las personas trabajarán, vivirán y jugarán durante los próximos cinco años.

En su lista anterior, IBM predecía grandes avances en tecnologías que permitirán acceder a servicios de salud en forma remota, traducción automática de una conversación en tiempo real, aumento del uso de 3D en internet, sistemas inteligentes que usan nanotecnología, servicios de localización y servicios personalizados y localizados en los celulares que usan tecnologías como GPS, RFID y Wi Fi; y nuevos métdos y formas de trabajo amigables con el medio ambiente.

"Super sentidos" para los médicos





En esta oportunidad, el "IBM Next Five in Five" repite el tema de la salud, al predecir que los médicos contarán con "súper sentidos" mejorados para brindarles mayor facilidad y exactitud de diagnóstico y tratamiento: Los profesionales de la medicina tendrán lo que IBM califica de  superpoderes, con tecnologías que les permitirán tener una visión parecida a la de rayos x para ver imágenes médicas; dispositivos de escucha súper sensibles para detectar la más mínima clave de audio en su latido cardiaco; y formas para organizar la información de la misma forma en que tratan a un paciente. Una representación tridimensional del cuerpo (un avatar) permitirá visualizar registros médicos de un modo enteramente nuevo, de manera que podrán, por ejemplo, hacer en una parte particular del avatar, para iniciar una búsqueda en su expediente médico y recuperar información relevante a esa parte de su cuerpo, en lugar de leer páginas tras páginas de notas. Además la computadora interconectada comparará automáticamente esas señales visuales y de audio con miles o cientos de miles de expedientes de otros pacientes y podrá ser mucho más precisa en su diagnóstico y tratamiento.

Más salud también en la alimentación 

Avanzados sistemas sensores y de seguimiento le indicarán lo que usted come, incluso antes de comerlo. Todos hemos escuchado el dicho 'eres lo que comes', pero con alimentos que llegan de todas partes del mundo la necesidad de 'saber exactamente lo que comes' nunca había sido tan importante. Con nuevos sistemas de tecnología será posible conocer el origen y composición exactos de los productos que usted compra y consume, gracias a avances en software y las tecnologías de sensores de radio. Usted sabrá todo, desde el clima y suelo en que crecieron,  los pesticidas y contaminación a que estuvieron expuestos, hasta la energía consumida para crear el producto y la temperatura y calidad del aire de los contenedores en que viajaron hasta llegar a su mesa.

"Energía inteligente"





Igualmente se destaca de nuevo el cuido del ambiente, ya que durante los próximos cinco años será más fácil ser ecológicos y ahorrar dinero al hacerlo, con tecnologías de "energía inteligente" que  facilitarán manejar su "rastro de carbono" personal. Conforme los datos comienzan a fluir a través de los cables eléctricos, lavadoras de platos, aparatos de aire acondicionado, la iluminación de la casa y más dispositivos se conectarán directamente a una red de suministro eléctrico "inteligente", haciendo posible encenderlos o apagarlos usando su teléfono celular o cualquier navegador Web. En algunos países, las redes de suministro eléctrico inteligentes permitirán a los usuarios la opción de utilizar fuentes de energía ecológicas, como solar y eólica, y las innovaciones en las tecnologías solar y eólica le brindarán opciones económicas desde una empresa de servicios cercana a usted.

Tecnologías para acabar con el tráfico

También relacionado con temas ecológicos es la forma completamente diferente como manejará su atomóvil: Según IBM, la ola futura de conectividad entre los automóviles y los caminos por los que transitan le ayudará cambiará la forma en que usted conduce, le ayudará a mantenerse seguro e incluso a salir de congestionamientos de tráfico. La tecnología hará más eficiente la comunicación terrrestre al mantener el tráfico en movimiento, los accidentes y, al hacer todo esto, mejorará nuestra salud y reducirá la contaminación.

Más allá de las telecomunicaciones

Su teléfono celular será su billetera, su agente de boletaje, su conserje, su banco, su acompañante de compras y más: En los próximos cinco años, su teléfono móvil será un guía confiable para realizar compras, manejar servicios bancarios, recorrer una nueva ciudad y mucho más. La nueva tecnología le permitirá, por ejemplo, tomar la fotografía de alguien que usa un traje que le gusta y buscan automáticamente en la Web para encontrar al diseñador y las tiendas más cercanas que lo venden. Usted podrá entonces ver como se vería dicho traje en su avatar personal, ahí mismo en su teléfono y pedir a sus amigos, en distintos lugares, que lo vean en línea y le den su opinión. Al viajar y activar su teléfono en en el extranjero, verá automáticamente opciones de entretenimiento y restaurantes locales que mejor se ajusten a sus preferencias y le permitirá hacer reservaciones y comprar boletos directamente en el terminal, como si se tratara de un conserje personal.

Tejidos que cuidan la salud 





Prendas de vestir que pueden medir la temperatura corporal o registrar la actividad del corazón están introduciéndose en el mercado desde hace unos pocos años, pero el proyecto europeo BIOTEX añade nuevas funciones a los tejidos inteligentes. Biosensores en miniatura presentes en trozos de tela pueden analizar los fluidos del cuerpo, incluso una sola gota de sudor, y aportar un diagnóstico de salud preciso.
Son las siete de la mañana, estás mirándote al espejo y ajustando el cierre de tu collar favorito, y además estás pensando en los diez compromisos que has adquirido para ese día que empieza.



Pero sabes positivamente que el estrés no está afectando a tu salud, porque la ropa que llevas puesta no es un conjunto de ninguna marca low cost (que dicen las pijas), ni siquiera es el último modelo de Chanel. Vistes unas prendas confeccionadas con un tejido fabricado con numerosos sensores que monitorizan permanentemente tus constantes vitales. Si detecta signos de peligro, la prenda está programada para ponerse en contacto con tu médico y enviarte un SMS a tu propio móvil pidiéndote calma.

Un grupo de apoyo a proyectos de investigación europeos (SFIT Group) está detrás del estudio y desarrollo de tejidos inteligentes, telas interactivas y sistemas flexibles que puedes vestir. Jean Luprano, un investigador del Swiss Centre for Electronics and Microtechnology (CSEM), coordina el proyecto BIOTEX, y comenta: "Una de las aplicaciones más obvias para las telas inteligentes es el campo de la salud.

Ha habido una gran ocasión de progreso con las medidas fisiológicas, la temperatura corporal o los electrocardiogramas. Pero aún no se habían desarrollado las técnicas de sensibilidad bioquímica que pueden realizar mediciones en los líquidos corporales como el sudor o la sangre. Estamos desarrollando una clase de sensor que pueda integrarse en el tejido. El trozo en el que se inserte será una unidad sensible y procesadora, adaptable para trabajar con diferentes fluidos corporales y especies bioquímicas.

Al fin, algunos análisis bioquímicos básicos pueden complementar las mediciones fisiológicas que pueden ser monitorizadas. En determinadas circunstancias, los análisis de fluidos pueden ser el único modo de conseguir información sobre el estado de salud del paciente."

Pero existe una razón sencilla por la que los investigadores casi decidieron no continuar desarrollando tejidos capaces de analizar fluidos: es extremadamente complicado. ¿Cómo recoges un fluido y los transportas a la unidad biosensible? ¿Puedes realizar análisis de sangre no invasivos? ¿Puedes medir con precisión y eficacia volúmenes mínimos de líquidos?

Las partes integrantes del proyecto BIOTEX (universidades y pequeñas empresas de Italia, Francia e Irlanda) han colaborado con CSEM para rebasar algunas de las barreras técnicas de los materiales textiles biosensibles. Uno de los principales objetivos del proyecto ha sido el desarrollo de un prototipo de traje con biosensores iónicos, capaz de medir sodio, potasio y cloro en muestras de sudor.

 Otras pruebas ha sido la medida de la conductividad del sudor y un sensor de pH en miniatura que utiliza los cambios de color para indicar el valor de este parámetro del sudor. Un inmunosensor, que podría ser integrado en vendas o tiritas (strips), puede detectar la presencia de proteínas especificas en muestras de fluido.

Estos biosensores no son exactamente versiones a escala de la tecnología que se utiliza en laboratorio para hacer estas mediciones, Luprano nos lo aclara: "Muchas de las reacciones químicas o bioquímicas usadas en muestras de ensayo son irreversibles y algunas partes del biosensor tendrían que ser reemplazadas. Cuando monitorizas continuamente no puedes hacer eso, necesitas un sensor que se enlace al sustrato reversiblemente. Además, el sensor BIOTEX trabaja con volúmenes muy pequeños de líquidos, así que tenemos que realizar diseños innovadores y materiales que hagan posible el tamaño en miniatura de los sensores y los haga compatibles con los tejidos."



Varias pruebas de BIOTEX, incluyendo el sensor de pH, usan los cambios de color para realizar las mediciones ópticamente. Por ejemplo, cuando el sudor pasa por el sensor de pH, provoca que el indicador cambie de color, lo que es detectado por un espectrómetro portátil. La tecnología que lleva el inmunosensor funciona de manera similar. Las fibras ópticas plásticas (POFs) son introducidas dentro del tejido, así la luz llega al sensor óptico y la luz reflejada va directamente al espectrómetro.

La prueba de oxígeno de BIOTEX mide los niveles de saturación de oxígeno en la sangre alrededor del tórax usando una técnica denominada oximetría reflectiva. Un grupo de POFs aporta iluminación a una gran superficie del tórax, y mejora la recogida de luz roja e infrarroja reflejada utilizadas por el sensor oximétrico.
Tener una serie de biosensores en un trozo de tela es una cosa, pero cómo conseguir que los fluidos lleguen a ellos, es bien distinto. Luprano nos lo explica: "El volumen de líquido secretado por las glándulas sudoriparas es de sólo unos mililitros sobre una pequeña superficie, y el calor corporal lo evapora rápidamente. Necesitábamos salgún tipo de bomba que pudiera recoger el sudor en una zona y enviarlo al grupo de sensores donde podría ser canalizado al que le correspondiera."

La solución pasa por combinar un material hidrofílico (atraído por el agua) y otro hidrofóbico (repelido por el agua). Es posible dirigir los líquidos con esta dualidad en el tejido a través de canales en la tela hasta el grupo de sensores. Es un sistema pasivo que no necesita energía, por lo que reduce la cantidad de ésta que debe ser suministrada al sistema BIOTEX (y, por tanto, el peso de la batería que se transporta con el tejido).
En los primeros ensayos de BIOTEX, los trozos de tela inteligentes serán llevados por personas con obesidad o diabetes, o incluso atletas. Una vez que la tecnología haya sido validad, el plan es comercializarlo. Mientras tanto, otro gran proyecto europeo que comparte con éste el mismo grupo SFIT, llamado PROETEX, está integrando la tecnología con micro y nanosistemas para aplicaciones específicas como lucha contra incendios y equipos de rescate.

Sin embargo, BIOTEX ha solucionado varios aspectos técnicos sobre monitorización continua, Luprano pide más investigaciones en las aplicaciones posibles de esta tecnología: "Es nuevo y los profesionales de la salud no lo utilizan. No estamos acostumbrados a la información continua y la monitorización a distancia que nos ofrece, tan diferente a la obtenida en las pruebas de laboratorio que normalmente utilizamos. BIOTEX hace esta monitorización a distancia posible, pero será más real si existen investigaciones complementarias que enlacen indicadores, enfermedades posibles y estados. Sin embargo, a largo plazo esperamos continuar con la monitorización hecha posible gracias a los tejidos inteligentes, para mejorar la manera en la que podemos tratar las enfermedades metabólicas."

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