La nanotecnología y sus aplicaciones en países en desarrollo


La nanotecnología puede ser utilizada para resolver muchos de los problemas más críticos del desarrollo, en los últimos años han sido varios los esfuerzos para sistematizar de la mejor manera estas posibles contribuciones.
El Instituto Meridian de los Estados Unidos eligió sectores de mayor potencial de aplicación y convocó a especialistas en nanotecnología, desarrollo de políticas públicas y académicos a talleres de trabajo y diálogos. El primero, realizado en Chennai, India en octubre de 2006, trató sobre aplicaciones de la nanotecnología al agua. El taller discutió sobre la base de estudios previamente elaborados (Hillie et al., 2006; Meridian, 2006), un conjunto de instrumentos y artefactos que incorporan nanotecnología y están en el mercado o en un estado avanzado de desarrollo como:
  • Membranas para nanofiltración, incluyendo tecnologías de desalinización
  • Arcillas attapulgita, zeolitas y filtros de polímeros
  • Nanocatalizadores
  • Nanopartículas magnéticas
  • Nanosensores para la detección de contaminantes
En el mismo enfoque, el Instituto convocó otro taller en mayo de 2007, en Río de Janeiro, Brasil, para examinar las aplicaciones e impactos de la nanotecnología sobre los commodities de los países en desarrollo. Para muchos de países estos productos constituyen un eje económico. De un total de 141 países en desarrollo, 95 dependen de sus commodities para al menos el 50 % de sus ingresos por exportaciones (CFC, 2005). Si bien existen aplicaciones positivas, existen también riesgos potenciales, que incluyen:
  • Disminución de la demanda global de commodities y productos primarios exportables debido a la presencia de nuevos nanomateriales y productos facilitados por la nanotecnología que puedan funcionar como sustitutos con igual o mejor comportamiento a precios comparables
  • Disminución de la demanda global para commodities de exportación debido a nanotecnologías que incrementan la potencia de pequeñas cantidades de materiales de commodities o que aumentan su longevidad 
  • Aumento en la oferta global de commodities de exportación y/o pérdida de ventajas comparativas debido a los procesos de producción basados en nanotecnología que permiten una producción más barata, localizada e irrestricta
Por otro lado, una consulta limitada dirigida a especialistas andinos permitió clasificar los avances y usos potenciales más importantes de la nanotecnología para ellos, según se muestra en el Cuadro 1.

Cuadro 1. Los diez avances y aplicaciones más significativas de la nanotecnología para los países andinos

Posición
Avance
1
Tratamiento y mejoramiento del agua.Nanosensores para la detección de contaminantes y patógenos; nanomembranas y arcillas para la desalinización y remoción de compuestos tóxicos; nanomagnetos para la remoción de compuestos radiactivos
2
Transplante y reparación de órganos y tejidos. Nanomateriales para vendas de transplante y reparación de órganos y tejidos; sangre artificial; prótesis incluyendo recursos visuales y auditivos
3
Diagnóstico y control de enfermedades. Laboratorio-sobre-chip; puntos cuánticos para la biodetección y bioanálisis; pruebas y secuenciamiento de ADN para propósitos humanos, veterinarios y agricultura; artefactos para la detección de patógenos; amplificador de imágenes médicas; etiquetas moleculares ópticas y magnéticas
4
Incremento de la eficiencia de equipos eléctricos, químicos y mecánicos. Fullerenos como lubricantes; máquinas, artefactos y manufactura molecular; nanomateriales para el aislamiento térmico y eléctrico, reducción de la fricción y desgaste; ingeniería molecular de materiales
5
Almacenamiento, producción y conversión de energía. Celdas solares y de combustible; almacenamiento y conversión de hidrógeno; membranas húmedas autoreparables para almacenamiento de energía; aplicaciones y artefactos fotónicos
6
Mejoramiento del aire. Artefactos para la separación de gases; nanorevestimientos para la fotocatálisis de contaminantes aéreos y para la reducción de emisiones de combustibles fósiles; nanosensores para materiales tóxicos y fugas
7
Almacenamiento y procesamiento de datos. Nanotubos de carbón para transistores de un electrón; memoria, almacenamiento y procesamiento de ADN y óptica; pozos y puntos cuánticos; espintrónica; transistores con nanocables
8
Transmisión de datos. Nanocables y monocapas autoensambladas
9
Mejoramiento de la agricultura. Nanocápsulas para la propagación de herbicidas; sistemas de liberación de agua y nutrientes lentos; nanosensores de calidad de suelos; nanosensores para salud vegetal; fertilizantes biodegradables y nanomagnetos para descontaminación de suelos
10
Sistemas de transporte de drogas. Nanocápsulas; liposomas; dendrímeros; buckyballspara entrega de drogas y vacunas; sistemas de entrega de drogas lentos y sostenibles
Fuente: C. Aguirre et al, 2007
Ejemplos de aplicaciones en nanotecnología.

Técnicas de entrega de farmacéuticos: Los dendrímeros son un tipo de nanoestructura que puede ser diseñada con tal precisión y fabricada para una amplia variedad de aplicaciones incluyendo el tratamiento del cáncer y otras enfermedades. Los dendrímeros poseen diferentes materiales en sus ramificaciones y pueden hacer varias cosas a la vez como reconocer células de enfermedades, diagnosticar estados de enfermedades, incluyendo la muerte de células, dosis de medicamentos, informar de ubicación y resultados de una terapia.

Técnicas de filtración de agua: Los investigadores están experimentando con membranas basadas en nanotubos de carbono para desalinización de agua y sensores nanométricos para identificar contaminantes en sistemas de agua. Otros materiales nanométricos que tienen gran potencial para filtrar y purificar agua incluyen nanopartículas de dióxido de titanio, usado en pantallas solares y ha  sido efectivo en la neutralización de bacterias en el agua, incluyendo la bacteria E. Coli

Nanopelículas: Distintos nanomateriales pueden ser usados en películas delgadas para hacerlos repelentes al agua, antirreflectivos, autolimpiables, resistentes a la luz ultravioleta o infrarroja, antineblinas, antimicrobianos, resistentes a rasguños o conductores de electricidad. Las nanopelículas son usadas ahora en gafas, visualizadores de computadoras y cámaras para proteger o tratar las superficies.

Nanotubos: Los nanotubos de carbono (CNT) son usados en bates de béisbol, raquetas de tenis y algunas autopartes, debido a su gran fuerza mecánica y menor peso por unidad de volumen que los materiales convencionales. Las propiedades electrónicas de los CNT los hacen candidatos para pantallas planas de televisores, baterías y otros electrónicos. Los nanotubos pueden ser elaborados de otros materiales distintos al carbón, dependiendo de su uso.

Transistores nanométricos: los transistores son interruptores electrónicos en los que una pequeña cantidad de electricidad es usada como puerta para controlar el flujo de grandes cantidades de electricidad. En las computadoras, a mayores transistores, mayor potencia. Los tamaños de transistores han ido disminuyendo, acompañando el proceso de miniaturización e incremento de la potencia de computadoras. Actualmente, la mejor tecnología comercial de la industria ha sido capaz de producir chips de computadora con transistores con características de 65 nanómetros. Anuncios recientes indican que una tecnología de características de 45 nanómetros pronto será desarrollada.

Plásticos solares: Delgados y flexibles, son rollos livianos de plásticos que contienen materiales nanométricos desarrollados actualmente. Según investigadores podrían reemplazar las tecnologías tradicionales de energía solar. Los materiales nanométricos absorben luz solar, y en algunos casos, luz artificial, convirtiéndola en energía eléctrica. Las pilas solares de películas delgadas están a la par de un nuevo tipo de baterías recargables, también objeto de estudio . Esta tecnología será masificada cuando los investigadores aprendan a captar energía solar de manera más eficiente.

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