tendencias en nanotecnología

tendencias en nanotecnología

la nanotecnología, Para muchos es vista simplemente como una forma de hacer raquetas de tenis, bates de béisbol, palos de hockey, motos de carreras y otros equipos deportivos más fuertes y ligeros. Pero la nanotecnología promete hacer mucho más. Una visión más realista es que dejará virtualmente ningún aspecto de la vida intacto y se espera que se utilice ampliamente en 2020.

Es probable que las aplicaciones masivas tengan un gran impacto, especialmente en la industria, la medicina, los nuevos sistemas informáticos y la sostenibilidad. Aquí hay algunas tendencias subyacentes que hay que buscar, muchas de ellas interconectadas, y se espera que todas continúen acelerándose.

Materiales más fuertes / compuestos de mayor resistencia

a nueva generación de dispositivos basados ​​en grafeno y nanotubos de carbono conducirá a estructuras aún más ligeras pero más fuertes de lo que ha sido posible gracias a la fibra de carbono y se volverá cada vez más evidente en automóviles, bicicletas y equipos deportivos, dice Clint Landrock, director de tecnología de NanoTech. Seguridad.

El Dr. Samuel Brauer, fundador de Nanotech Plus, una alianza de consultores que ofrece análisis y asistencia operativa sobre el negocio de la nanotecnología, cita como un área de avance el desarrollo de materiales preimpregnados de nanotubos de carbono que ofrecen una mejor conducción, superando uno de los principales desafíos. de compuestos de fibra de carbono / epoxi convencionales. Señala que las mallas de nanotubos de carbono ya han volado en algunas misiones espaciales, por ejemplo, la sonda Juno a Júpiter.

Escalabilidad de producción.

Un gran desafío es cómo producir nanomateriales que los hacen asequibles. De acuerdo con el Dr. Timothy Fisher, profesor de ingeniería mecánica de la Universidad de Purdue, las tecnologías que pueden impactar en grandes problemas como los alimentos, el agua, la energía y el medio ambiente deben ser escalables.

«La razón principal por la que estos problemas son tan grandes es que son ubicuos y, por lo tanto, los mercados comerciales relacionados se han convertido en productos básicos.

Muy a menudo, una tecnología que explota un atributo único de un nanomaterial puede ofrecer mejoras en el rendimiento funcional o de ingeniería, pero casi como a menudo, estas tecnologías requieren materiales escasos (y por lo tanto costosos) o procesos de fabricación lentos o complicados (y también costosos) «.

Esa escalabilidad limitada a menudo dificulta la aplicación a pesar del rendimiento funcional sobresaliente en la etapa de laboratorio o prototipo, explica.

Más comercialización

Durante los próximos años, se esperan avances significativos en la tecnología de fabricación de nanotubos de carbono, específicamente en el control de la pureza y la estructura, y en la reducción de costos debido a las economías de escala, según David J. Arthur, CEO de SouthWest NanoTechnologies, un productor de carbono. nanotubos

«Los avances harán que el uso de materiales de nanotubos de carbono sea aún más convincente para los ingenieros mecánicos», dice. Además de transformar los campos automotriz, aeroespacial y de artículos deportivos, la nanotecnología está facilitando muchas mejoras diversas: pantallas planas más delgadas, asequibles y más duraderas; materiales de armadura mejorados para proteger a los soldados; sensores para pruebas médicas; Tratamientos más humanos y efectivos para pacientes con cáncer ; Materiales de cátodo mejorados para baterías de ion litio más seguras y de mayor duración Y la lista continúa.

Sostenibilidad

Uno de los objetivos principales de la Iniciativa Nacional de Nanotecnología, un programa del gobierno de los EE. UU. Que coordina la comunicación y la colaboración para las actividades de nanotecnología, es encontrar soluciones de nanotecnología para la sostenibilidad .

Mike Nelson, director de tecnología de NanoInk Inc., dice que los nanomateriales y las superficies nanoestructuradas se emplean cada vez más en muchos proyectos avanzados de almacenamiento y conversión de energía, y los nanomateriales y nanofabricación contribuyen a productos que son más eficientes energética mente tanto en producción como en uso.

El Dr. Eric Majzoub, director asociado del Centro de Nanociencia de la Universidad de Missouri en St. Louis, dice que esto se hace controlando la termodinámica de las reacciones sólido-sólido a través de la reducción del tamaño de la nanoescala y puede mejorar los materiales de almacenamiento de energía, como baterías, supercapacitores e hidrógeno. almacenamiento.

Nelson ve que el mayor impacto a corto plazo en la sostenibilidad se da en las áreas de transporte (materiales más eficientes y livianos para autos y aeronaves, que requieren menos combustible) y en otras tres áreas relacionadas: iluminación, energía fotovoltaica y almacenamiento de energía .

«Los tipos de nanotecnologías que se emplean en las tres son similares en términos de uso de superficies o materiales nanoestructurados para mejorar la eficiencia desde una perspectiva de rendimiento electrónico, ya sean baterías o celdas solares o iluminación LED», agrega.

Nanomedicina

En ninguna parte es la aplicación de la nanotecnología más emocionante que en el campo biomédico, donde se están logrando avances tanto en el diagnóstico como en las áreas de tratamiento. Nanospectra Biosciences, con sede en Houston, ha estado desarrollando una nueva terapia que utiliza una combinación de nanoshells y láseres de oro para destruir los tumores de cáncer con calor.

Basada en el trabajo realizado por los profesores de la Universidad Rice, la Dra. Naomi Halas y la Dra. Jennifer West, la tecnología promete destruir los tumores con un daño mínimo en el tejido sano adyacente.

John Stroh, Director Ejecutivo de Nanospectra, dice que espera la aprobación europea en el segundo o tercer trimestre de este año y la aprobación de la FDA a principios del próximo año después de 10 años de desarrollo y pruebas continuas.

En el área de diagnóstico, los nanosensores que pueden detectar, identificar y cuantificar sustancias biológicas en los fluidos corporales están llevando a una detección temprana de la enfermedad y tratamientos más tempranos, así como a la capacidad de detectar contaminantes ambientales en el cuerpo.

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