Nanotecnología

La EPA realiza invitación para propuestas de investigación en nanotecnología en los ámbitos de la prevención, el seguimiento y el control de la contaminación

La Agencia de Protección Medioambiental (EPA) invita a las pequeñas empresas a presentar propuestas de investigación bajo su programa Small Business Innovation Research (SBIR) Solicitation.

La EPA está interesada en tecnologías avanzadas que resuelvan problemas medioambientales prioritarios. En la convocatoria se incluyen los siguientes temas: ecoconstrucción, innovación en la industria manufacturera, nanotecnología, gases de efecto invernadero, tratamiento y monitorización del agua potable, infraestructura sostenible y tratamiento de aguas residuales, monitorización y control de la polución, biocombustibles, monitorización y gestión de residuos y seguridad nacional. La investigación propuesta debe estar directamente relacionada con el cometido medioambiental de la EPA y debe responder a los intereses del programa de la EPA incluidos en las descripciones de los temas de esta convocatoria.

Con respecto a la nanotecnología, hace falta investigación que aplique la nanotecnología a las áreas de la prevención, el seguimiento y el control de la contaminación. También se necesita investigación que ayude a detectar, cuantificar y controlar las nanopartículas en sí. La nanotecnología es la comprensión y el control de la materia en dimensiones de aproximadamente 1 a 100 nanómetros, en las que fenómenos únicos permiten a aplicaciones novedosas. La nanotecnología abarca la ciencia, la ingeniería y la tecnología a nanoescala, y comprende la formación de imágenes, la medición, el modelado y la manipulación de la materia a nanoescala.

Las áreas específicas de interés incluyen (pero no se limitan a):
• El desarrollo de sistemas microelectromecánicos (MEMS) y de sensores basados en nanotecnología para la monitorización medioambiental y el control preciso y rápido de procesos.
• Nuevos filtros nanoporosos para la eliminación de contaminantes gaseosos y partículas de corrientes de aire contaminadas.
• Catalizadores de nanopartículas para su uso en dispositivos de tratamiento con COV y aplicaciones relacionadas.
• Nanomateriales de superficie para nuevos recubrimientos y aplicaciones medioambientales.
• Nuevos instrumentos portátiles ligeros para detectar y cuantificar las nanopartículas.
• Tecnologías que reduzcan al mínimo la liberación de los nanomateriales en el medioambiente.

Según un artículo publicado en Japan Times, ya se ha logrado fabricar la primera tela anti-alérgica con la aplicación de la nanotecnología. La empresa de textil Miyuki Keori Co pretende comercializar unos trajes fabricados con esta tela a partir de agosto y septiembre de este año. La tela repele el pólen y podría ser una gran noticia para personas con alergia al pólen. Según Miyuki, su nuevo invento se ha logrado al pegar una miríada de nanopartículas a la superficie de los hilos utilizados en la nueva tela. Estas nanopartículas forman una barrera entre el pólen y los huecos de la tela. Además, el tejido es muy compacto lo que minimiza huecos entre hilos y ayuda a impedir que el pólen se pegue a la tela.

Armas del futuro

A más largo plazo, la nanotecnología servirá para desarrollar armas biológicas inteligentes, capaces de buscar y dañar a humanos indefensos. En una sola maleta podrían caber millones de armas de este tipo, cargadas de capacidad destructora.

Las nanoarmas se podrán dirigir con mucha más precisión que las actuales y provocarán la incertidumbre respecto a las capacidades del adversario. Asimismo, darán menos tiempo de respuesta a un ataque y mejorarán la capacidad de dirigir la destrucción de los recursos del enemigo.

Materiales capaces de reconfigurarse también estarán a disposición de los militares. Gracias a la nanotecnología, estos materiales inteligentes cambiarán de forma tanto como los músculos humanos.

Por ejemplo, en el campo de batalla una mochila podría transformarse en un arma rápidamente, luego en una tienda de campaña, y luego en un arma de nuevo. Estas armas serán invisibles para los satélites y para el ojo humano, por lo que estarán fuera de control. De ahí viene su principal peligro.

Armas más capaces

Pero la nanotecnología no servirá sólo para crear nuevas generaciones de armas, sino que las armas ya existentes pueden aumentar su capacidad destructora hasta límites insospechados.

Por ejemplo, los fusiles serán más potentes, y sus balas podrán dirigirse hacia el objetivo deseado incluso con lecturas de ADN. Los materiales para la aviación serán más ligeros y de mayor rendimiento y, al estar fabricados con una mínima cantidad de metal, serán mucho más difíciles de detectar por radar.

Por lo general, se considera que las armas basadas en las nanotecnologías tendrán una capacidad de destrucción masiva superior a la de las armas nucleares, químicas y biológicas. La diseminación de estas armas nanotecnológicas será inevitable y la disuación nuclear dejará de tener sentido porque cualquier país podrá derrotar a su enemigo en un primer ataque sin represalias posibles.

Según un artículo publicado en Azonano, sensores de tacto flexibles podrían mejorar el funcionamiento de robots. Un equipo de científicos de la Universidad de Illinois ha desarrollado unos sensores de tacto basados en un conjunto polímeros e integrados por un algoritmo robusto para el procesamiento de señales para clasificar la textura de las superficies. Supone un gran paso hace la creación de robots capaces de identificar y manipular objetos en entornos no estructurados.

Según Chang Liu, profesor de ingeniería eléctrica e informática de Illinois, los investigadores están desarrollando sensores de tacto artificiales que imitarán la funcionalidad y la eficacia de estructuras biológicas como dedos humanos. Mediante conjuntos de sensores de bajo coste es posible analizar e identificar la textura de distintas superficies.

Los sensores biológicos ofrecen gran cantidad de información sobre la forma, dureza y textura de un objeto. Sin embargo, los robots que normalmente poseen un solo sensor de presión cuando agarran algo son incapaces de determinar si el objeto es duro o blando, o si está ejerciendo presión sobre el objeto o no. Esto les causa problemas al manejar objetos delicados como huevos por ejemplo. Según explica en el artículo otro profesor, Douglas Jones, los sensores distribuidos que los humanos tenemos en la mano nos permite tomar un huevo con suficiente fuerza para que no se caiga, pero sin romperlo. El objetivo del equipo es desarrollar un conjunto de sensores que proporcionan el mismo tipo de capacidad a los sistemas robóticos.

Se fabrican los sensores a partir de una capa de polímero poco costosa mediante la fotolitografía. En una muestra, los científicos han creado un conjunto 4x4 (16 sensores). Cada sensor mide unos 200 micrones y tiene un diminuto bulto en el centro. Sobre esa superficie, se deposita un medidor de presión cuya resistencia cambia al ser estirado. La presión sobre el sensor se convierte en información digital que se envía a un ordenador y que es analizado con un algoritmo para el procesamiento de señales. Los algoritmos desarrollados por el equipo son avanzados lo que permite determinar rápidamente qué sensores han sido activado en el conjunto, y si el objeto es plano o tiene forma de caja o de X.

Los científicos pretenden mejorar la eficiencia en el futuro próximo, simplificando el algoritmo para procesamiento de señales para que pueda ejecutarse mediante circuitos montados sobre el mismo sustrato que el sensor.

Unas nanopartículas inteligentes identifican, localizan y eliminan células cancerosas

Otra arma en el arsenal contra el cáncer: nanopartículas que identifican,localizan y eliminan células cancerosas específicas, sin tocar las células sanas.

Dirigidos por Carl Batt, profesor de ciencias de la alimentación, los investigadores sintetizaron las nanopartículas de oro --con una forma similar a la de una mancuerna-- entre dos piezas de óxido de hierro. A continuación, adjuntaron a las partículas unos anticuerpos que apuntan a una molécula que se encuentra sólo en las células del cáncer colorrectal. Una vez enlazadas, las nanopartículas son absorbidas por las células cancerosas.

Para eliminar las células, los investigadores utilizan un láser de infrarrojo cercano, una longitud de onda que en los niveles utilizados no daña el tejido normal. La radiación, en cambio, sí es absorbida por el oro de las nanopartículas. Esto hace que las células cancerosas se calienten y mueran.

El objetivo, según el autor principal y el estudiante de posgrado en biomedicina Dickson Kirui, es mejorar la tecnología y hacer que sea apropiada para probarla en un ensayo clínico con humanos. Los investigadores están trabajando ahora en un experimento similar que ataca a las células del cáncer de próstata.

El oro tiene potencial como material clave para combatir el cáncer en futuras terapias inteligentes. Es biocompatible, inerte y relativamente fácil de modificar químicamente. Cambiando el tamaño y la forma de las partículas de oro, Kirui y sus colegas pueden ajustarlas para responder a diferentes longitudes de onda de energía.

Una vez alcanzadas por las partículas de oro de los investigadores, las células cancerosas son destruidas por medio de calor --apenas unos pocos de grados por encima de la temperatura corporal normal--, mientras que el tejido circundante permanece ileso. Un láser de tan baja potencia no tiene ningún efecto sobre las células colindantes debido a que esa longitud de onda en particular, no calienta las células si no están cargadas con nanopartículas, explicaron los investigadores.

El uso de óxido de hierro en las otras partes de las partículas podría, algún día, permitir a los científicos realizar también un seguimiento del progreso de los tratamientos del cáncer utilizando imágenes de resonancia magnética, señaló Kirui, aprovechando las propiedades magnéticas de las partículas

La nanotecnología puede dar lugar a una nueva generación de armas con una capacidad de destrucción y de disuasión superiores a las del armamento nuclear, químico y biológico, que estarán al alcance de cualquier pequeño país o grupo terrorista, advierte la revista Signal, perteneciente a la Armed Forces Communications and Electronics Association.

La nanotecnología es el desarrollo y la aplicación práctica de estructuras y sistemas en una escala nanométrica: entre 1 y 100 nanómetros.

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.

Pero la nanotecnología también promete avances en otro campo no menos significativo, la industria armamentística, si bien los expertos no coinciden completamente respecto a lo que las evoluciones previsibles que la tecnología de lo más pequeño pueda aportar a los sistemas de defensa en las próximas décadas.

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.