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Crean Nanopartícula bactericida que no genera resistencia bacteriana

 

La resistencia bacteriana es la capacidad que tienen las bacterias de soportar los efectos de los antibióticos destinados a eliminarlas, esta resistencia se produce por selección natural, a través de mutaciones que son transferidas horizontalmente a otras bacterias por intercambio de plásmidos, la resistencia bacteriana es actualmente uno de los problemas mas graves de salud pública ya que en las últimas décadas la mayoría de especies patógenas han desarrollado resistencia a uno o mas antibióticos, en este contexto investigadores mexicanos, han desarrollado recientemente una nanopartícula capaz de eliminar microorganismos como bacterias, virus, hongos, a través de un mecanismo que destruye directamente las cadenas de ADN y ARN, por lo tanto impide que los microorganismos recopilen información de la funcionalidad de la nanopartícula y por ende no pueden generar resistencia, por otro lado no afecta al ADN de células humanas lo que lo hace seguro, actualmente estas nanopartículas se comercializan como parte de una nueva línea de productos desinfectantes basados en nanotecnología.

Nanotecnología

La palabra "nanotecnología" es usada extensivamente para definir las ciencias y técnicas que se aplican al un nivel de nanoescala, esto es unas medidas extremadamente pequeñas "nanos" que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. En síntesis nos llevaría a la posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas. El desarrollo de esta disciplina se produce a partir de las propuestas de Richard Feynman (Breve cronología - historia de la nanotecnología).

La mejor definición de Nanotecnología que hemos encontrado es esta: La nanotecnologia es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala.

Cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de átomos y moléculas, demuestra fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas

Nos interesa, más que su concepto, lo que representa potencialmente dentro del conjunto de investigaciones y aplicaciones actuales cuyo propósito es crear nuevas estructuras y productos que tendrían un gran impacto en la industria, la medicina (nanomedicina), etc..

Esta nuevas estructuras con precisión atómica, tales como nanotubos de carbón, o pequeños instrumentos para el interior del cuerpo humano pueden introducirnos en una nueva era, tal como señala Charles Vest (ex-presidente del MIT). Los avances nanotecnológicos protagonizarían de esta forma la sociedad del conocimiento con multitud de desarrollos con una gran repercusión en su instrumentación empresarial y social.

La nanociencia está unida en gran medida desde la década de los 80 con Drexler y sus aportaciones a la"nanotecnología molecular", esto es, la construcción de nanomáquinas hechas de átomos y que son capaces de construir ellas mismas otros componentes moleculares. Desde entonces Eric Drexler (personal webpage), se le considera uno de los mayores visionarios sobre este tema. Ya en 1986, en su libro "Engines of creation"introdujo las promesas y peligros de la manipulación molecular. Actualmente preside el Foresight Institute.

El padre de la "nanociencia", es considerado Richard Feynman, premio Nóbel de Física, quién en 1959 propuso fabricar productos en base a un reordenamiento de átomos y moléculas. En 1959, el gran físico escribió un artículo que analizaba cómo los ordenadores trabajando con átomos individuales podrían consumir poquísima energía y conseguir velocidades asombrosas.

Existe un gran consenso en que la nanotecnología nos llevará a una segunda revolución industrial en el siglo XXI tal como anunció hace unos años, Charles Vest (ex-presidente del MIT).

Supondrá numerosos avances para muchas industrias y nuevos materiales con propiedades extraordinarias (desarrollar materiales más fuertes que el acero pero con solamente diez por ciento el peso), nuevas aplicaciones informáticas con componentes increíblemente más rápidos o sensores moleculares capaces de detectar y destruir células cancerígenas en las partes más dedlicadas del cuerpo humano como el cerebro, entre otras muchas aplicaciones.

Podemos decir que muchos progresos de la nanociencia estarán entre los grandes avances tecnológicos que cambiarán el mundo.

Documental Riesgos de la Nanotecnologia

Un documental muy interesante.

La NASA  , con motivo de viajar a Marte  el año 2020 en una nave tripulada por astronautas y mantener su salud en buenas condiciones al menos por 4 años, busca la forma de desarrollar un “sistema medico” que permita una estadía libre de  las enfermedades que aquejan a sus viajeros en la actualidad, no pudiendo estar mas de 12 meses fuera de la Tierra.

Es aquí donde surge la idea de crear robots médicos ,más pequeños que las células de la sangre, que ayuden a mantener la salud del cuerpo, previniendo y atacando enfermedades mucho antes de que empiecen los síntomas.

¿ Como es posible esto ? Este documental responde a esta pregunta, explicando  como será posible el viaje, gracias a estos robots médicos, usando la nanotecnología. Ciencia aun joven, pero que avanza a pasos agigantados abriendo posibilidades inalcanzables  hace unos años que incluso parecen sacadas de las mejores películas de ciencia ficción, pero en que un futuro próximo será una realidad. Puede ser una gran revolución tecnológica, comparada con la revolución industrial.

¿Que es un FULLERENO?

PIONEROS DE LA NANOTECNOLOGÍA PARTE 2

Profesor Harold Walter Kroto

Premio Nobel, descubridor de los fullerenos.

La Nanotecnología y la Mecánica Cuántica (Dualidad Onda-Partícula)

La mecánica cuántica, teoría que explica los fundamentos del comportamiento de la materia, está llena de sorpresas y conceptos que van en contra de la intuición.

Uno de los más extraños es la idea de que toda partícula (fotones, electrones, átomos… y hasta un camión)se comporta, a la vez, como una onda. 

El científico inglés Thomas Young demostró, alrededor de 1807, queun haz de luz se comporta como onda al pasar a través de dos ranuras. Al hacerlo, se divide en dos ondas que interfieren una con otra, provocando que haya zonas de mayor luminosidad (donde las ondas se refuerzan, pues sus crestas y valles coinciden) y otras de casi oscuridad (donde se cancelan mutuamente, pues las crestas de una coinciden con los valles de la otra). La luz forma así un patrón de líneas luminosas y oscuras sobre una pantalla.

El problema es que años después, en 1905, Albert Einstein demostró, mediante su explicación del efecto fotoeléctrico, que la luz está compuesta por partículas: los fotones. Entonces, ¿onda o partícula? Resulta que, de algún modo, ambas respuestas son correctas: la partícula tiene asociada una onda. Hoy se habla de la “dualidad onda-partícula” de la luz, como propuso el físico francés Luis de Broglie en 1924.

Más tarde se ha demostrado que no sólo los fotones se comportan así: en 1961 se repitió el experimento de la doble ranura usando electrones, y posteriormente se ha logrado con neutrones, átomos y hasta moléculas pesadas, como el futboleno (o buckminsterfullereno, formado por 60 átomos de carbono). En todos los casos, al pasar por las rendijas, las partículas forman un patrón de interferencia, mostrando su comportamiento ondulatorio.

Pero lo más sorprendente es que incluso una sola de estas partículas puede interferir ¡consigo misma! al pasar por las rendijas (lo cual se logra haciendo pasar las partículas no en un chorro, sino una por una: el patrón de interferencia se va formando paulatinamente, conforme las partículas se van acumulando sobre la pantalla). Se confirma así, indudablemente, que la materia se comporta también como onda en la escala cuántica.

La gran pregunta es, ¿hasta qué tamaño siguen siendo apreciables esos efectos cuánticos, imperceptibles en el mundo macroscópico en el que vivimos? (no parecen tener efectos, por ejemplo, en el nivel celular, ni en nuestras computadoras o teléfonos celulares…).

Molécula de ftalocianina y uno de sus derivados fluorados

En el más reciente capítulo de esta carrera por demostrar la interferencia cuántica en tamaños cada vez mayores, Markus Arndt, de la Universidad de Viena, y sus colegas publican en la revista Nature Nanotechnology (25 de abril marzo de 2012) un artículo donde explican cómo lograron obtener un patrón de difracción usando moléculas derivadas de un pigmento llamado ftalocianina, de hasta 114 átomos: las más pesadas hasta ahora. Para ello usaron una combinación de técnicas nanotecnológicas, como la producción de un chorro de moléculas usando un rayo láser, la creación de una rejilla de difracción ultradelgada (menos de 100 nanómetros, o millonésimas de milímetro, que actúa como las ranuras en el experimento) y una técnica de fluorescencia para detectar las moléculas, que quedan adheridas a una superficie de cuarzo que actúa como pantalla (y dejan así un registro fijo del experimento, a diferencia de lo que se había logrado anteriormente).

Dejando de lado la sarta de tonterías que pretenden mezclar la mecánica cuántica con asuntos esotéricos, el trabajo de Arndt y su grupo muestra cómo las más recientes tecnologías de nanofabricación y nanovisualización pueden ayudarnos a explorar mejor dónde se hallan los límites de la mecánica cuántica… si es que los hay.

PIONEROS DE LA NANOTECNOLOGÍA

Entrevista de la BBC 1981 al premio Nobel Richard Feynman. Nos cuenta cosas sobre su vida, pensamientos y algunas de sus aventuras mientras participaba en el Proyecto Manhattan, cuando se divertía -y escandalizaba- descifrando las claves de cajas fuertes, o cómo se inició, siendo un niño, en el estudio de la naturaleza que terminaría ocupando toda su vida. 

NANOTECNOLOGÍA: HISTORIA

Historia cronológica de la Nanotecnología
Fecha	Acontecimiento
Los años 40	Von Neuman estudia la posibilidad de crear sistemas que se auto-reproducen como una forma de reducir costes.
1959	Richard Feynmann habla por primera vez en una conferencia sobre el futuro de la investigación científica: "A mi modo de ver, los principios de la Física no se pronuncian en contra de la posibilidad de maniobrar las cosas átomo por átomo".
1966	Se realiza la película "Viaje alucinante" que cuenta la travesía de unos científicos a través del cuerpo humano. Los científicos reducen su tamaño al de una partícula y se introducen en el interior del cuerpo de un investigador para destrozar el tumor que le está matando. Por primera ve en la historia, se considera esto como una verdadera posibilidad científica. La película es un gran éxito.
1985	Se descubren los buckminsterfullerenes
1989	Se realiza la película "Cariño he encogido a los niños", una película que cuenta la historia de un científico que inventa una máquina que puede reducir el tamaño de las cosas utilizando láser.
1996	Sir Harry Kroto gana el Premio Nobel por haber descubierto fullerenes
1997	Se fabrica la guitarra más pequeña el mundo. Tiene el tamaño aproximadamente de una célula roja de sangre.
1998	Se logra convertir a un nanotubo de carbón en un nanolapiz que se puede utilizar para escribir
2001	James Gimzewski entra en el libro de récords Guinness por haber inventado la calculadora más pequeña del mundo.

¿Que es Nanotecnología?

Definición de Nanotecnología

 Nanotecnología, es el estudio y desarrollo de sistemas en escala nanométrica, “nano” es un prefijo del Sistema Internacional de Unidades  que viene del griego νάνος que significa enano, y corresponde a un factor 10^-9,  que aplicado a las unidades de longitud, corresponde a una mil millonésima parte de un metro (10^-9 Metros) es decir 1 Nanómetro, la nanotecnología estudia la materia desde un nivel de resolución nanométrico, entre 1 y 100 Nanómetros aprox.  Hay que saber que un átomo mide menos de 1 nanómetro pero una molécula puede ser mayor, en esta escala se observan propiedades y fenómenos totalmente nuevos,  que se rigen bajo las leyes de la Mecánica Cuántica, estas nuevas propiedades son las que los científicos aprovechan para crear nuevos materiales (nanomateriales) o dispositivos nanotecnológicos, de esta forma la Nanotecnología promete soluciones a múltiples problemas que enfrenta actualmente la humanidad, como los ambientales, energéticos, de salud (nanomedicina), y muchos otros, sin embargo estas nuevas tecnologías pueden conllevar a riesgos y peligros si son mal utilizadas.

La siguiente imagen  muestra la unidad de medida de diversos sistemas,  y la escala a la que pertenecen (Nano o Micro).