nanotecnología 2

• Física: Se está aplicando nanotecnología para detectar explosivos o para generar energía a partir del sonido.Han generado electricidad mediante nanotubos de carbono recubiertos de combustible que al descomponerse producen calor.Las nuevas pantallas de televisión que sustituirán a las actuales de cristal líquido, están basadas en la nanotecnología y en pocos años estarán en el mercado.
  Se está utilizando asimismo nanotecnología para visualizar mapas en tres dimensiones o para construir baterías para ordenadores, las cuales tienen una duración mayor a las actuales, además de ser extraordinariamente pequeñas.
  En la Universidad de Zurich han conseguido ver la primera imagen de una molécula en la que se aprecian los átomos y enlaces químicos.
  En la industria del automóvil la incorporación de nanotecnología parece que se encamina hacia la producción de vehículos más limpios, seguros y con un coste bastante inferior.
  El desarrollo de sensores de tacto artificiales que imitarán la funcionalidad de los dedos humanos servirá para perfeccionar el funcionamiento de los actuales robots. En este sector se trabaja en la Universidad de Illinois.
  La nanotecnología y la física cuántica están íntimamente unidas. La criptografía cuántica con la que se busca garantizar el secreto de las comunicaciones y la imposibilidad de que nadie no autorizado pueda acceder las mismas, o la teleportación que pretende transmitir las propiedades de un objeto a otro, son una muestra de las aplicaciones de la física cuántica, y en ellas como en muchas otras la nanotecnología será indispensable.Fabricación de productos químicos.
• Electrónica: En electrónica, miniaturización es sinónimo de éxito. Reducir el tamaño de los circuitos integrados implica una respuesta más rápida y un menor consumo de energía. Y en esta escalada hacia lo extremadamente pequeño, la nanotecnología se convierte en un aliado imprescindible. .Hasta el momento la mayor parte de lasaplicaciones de la nanotecnología se han desarrollado en los campos de electrónica, automatización ,miniaturizacion ,tamaño,etc.
• Informática: Nuevos avances en nanotecnología pone a tiro a las supercomputadoras del mañana. Dentro de unos años, las computadoras serán bastante diferentes de las actuales. Los avances en el campo de la nanotecnología harán que las computadoras dejen de utilizar el silicio como sistema para integrar los transistores que la componen y empiecen a manejarse con lo que se llama mecánica cuántica, lo que hará que utilicen transistores a escala atómica. 
  Aproximadamente para el año 2010, el tamaño de los transistores o chips llegará a límites de integración con la tecnología actual, y ya no se podrán empaquetar más transistores en un área de silicio, entonces se entrará al nivel atómico o lo que se conoce como mecánica cuántica. estas computadoras cuánticas pueden calcular cada combinación de encendido y apagado al mismo tiempo, lo que las haría muchísimo más veloces que los actuales procesadores de datos a la hora de resolver ciertos problemas complejos de cálculos matemáticos. La investigación de la computación cuántica está ganando terreno rápidamente en laboratorios de investigación militares, de inteligencia y universidades alrededor del planeta. Entre otros, están involucrados gigantes como AT&T, IBM, Hewlett-Packard, Lucent and Microsoft 
•  Matemáticas: El dominio de la matematica aplicada incluye disciplinas como la fısica, en la cual se vislumbra una nueva generacion de aplicaciones que afectaran la vida de la sociedad
  humana, como se preve en el caso de la nanotecnologıa. La matematica aplicada encontrara en esta esfera de la ciencia y de la tecnologıa un campo natural de estudio en la medida en que la mecanica cuantica y la mecanica clasica formen parte del bagaje intelectual de los profesionales.
• Medicina: El matrimonio entre medicina y nanotecnología se está convirtiendo en una pesadilla para el cáncer. El combate de la enfermedad a escala molecular permite detectar precozmente la enfermedad, identificar y atacar de forma más específica a las células cancerígenas. Hoy por hoy, la nanomedicina es ya una realidad que está produciendo avances en el diagnóstico, la prevención y el tratamiento de las enfermedades.
• Nanoingenieria: Es una rama de la ingeniería, que usa la nanotecnología para diseñar productos y sistemas a nanoescala.  La nanoingeniería es una disciplina en rápido y permanente desarrollo dada su juventud. Una importante área de la nanoingeniería que empieza a convertirse en una herramienta de común uso es la de las simulaciones moleculares orientadas al análisis y desarrollo de nano-sistemas. Están incluidos en esta área los estudios computacionales de nanoestrucruras como nanocanales, nanomotores, sistemas nanofluidicos, etc.

 nano tubo de carbono

Miniaturización

Miniaturización proceso tecnológico mediante el cual se intenta reducir el tamaño de los dispositivos electrónicos.

Dispositivos electrónicos dependían de la tecnología de los tubos de vacío.  Los tubos de vacio ocupaban mucho espacio, los aparatos que los empleaban solían ser muy voluminosos y pesados. El desarrollo del transistor ofreció una alternativa compacta a los tubos de vacío.

  tubo de vacio

 Las máquinas Colossus fueron los primeros dispositivos calculadores electrónicos usados por los británicos para leer las comunicaciones cifradas alemanas durante la Segunda Guerra Mundial. Colossus fue uno de los primeros computadores digitales.Colossus fue la primera de las máquinas digitales en incorporar una limitada programabilidad. No obstante no era una computadora de propósito general, no siendo turing completa, aunque las Colossus se basaban en la definición de Alan Turing y éste trabajó en Bletchley Park, donde las Colossus fueron operadas. En aquella época no era tan importante que las máquinas fuesen Turing-completas, la mayoría del resto de las primeras máquinas computacionales tampoco lo eran, como por ejemplo la Computadora de Atanasoff-Berry, Harvard Mark I la primera máquina electromecánica, las máquinas de relés de los Laboratorios Bell (de George Stibitz et al), los primeros diseños de Konrad Zuse y demás. La noción de una computadora como una máquina de propósito general, y no como una gran calculadora dedicada a resolver problemas difíciles pero singulares, no se destacó hasta unos años después.

 

 ENIAC es un acrónimo de Electronic Numerical Integrator And Computer (Computador e Integrador Numérico Electrónico), utilizada por el Laboratorio de Investigación Balística del Ejército de los Estados Unidos.Se ha considerado a menudo la primera computadora electrónica de propósito general, aunque este título pertenece en realidad a la computadora alemana Z3.

 

La computadora podía calcular trayectorias de proyectiles, lo cual fue el objetivo primario al construirla. En 1,5 segundos era posible calcular la potencia 5000 de un número de hasta 5 cifras.

La ENIAC podía resolver 5.000 sumas y 300 multiplicaciones en 1 segundo.

   Transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador.

transisto

El circuito integrado proporcionó otro nivel adicional de miniaturización.Un circuito integrado del tamaño de un transistor podía realizar la función de veinte transistores.

Hoy en día, el microprocesador, una mejora moderna de los circuitos integrados originales, puede incorporar las funciones de varias placas completas de circuitos Los transistores podían lograr el mismo nivel de amplificación de potencia lograda mediante impresos en un solo chip de bajo consumo eléctrico y que ocupa menos de trece centímetros cuadrados, posibilitando la fabricación de ordenadores portátiles más potentes que los enormes ordenadores centrales usados antiguamente. 

 

VLSI Y GLSI

Integración en escala muy grande de sistemas de circuitos basados en transistores en circuitos integrados  como parte de las tecnologías  semiconductores y comunicación que se estaban desarrollando.

Los primeros chip semiconductores contenían sólo un transistor cada uno. A medida que la tecnología de fabricación fue avanzando, se agregaron más y más transistores, y  fueron integradas en un mismo chip. El microprocesador es un dispositivo VLSI.

La primera generación de computadoras dependía de válvulas de vacío. Luego vinieron los semiconductores discretos, seguidos de circuitos integrados. Los primeros CIs contenían un pequeño número de dispositivos, como diodos, transistores, resistencias y condensadores , haciendo posible la fabricación de compuertas lógicas en un solo chip. La cuarta generación (LSI) consistía de sistemas con al menos mil compuertas lógicas. El sucesor natural del LSI fue VLSI (varias decenas de miles de compuertas en un solo chip). Hoy en día, los microprocesadores tienen varios millones de compuertas en el mismo chip.

La Nanociencia es un área emergente de la ciencia que se ocupa del estudio de los materiales de muy pequeñas dimensiones.

El significado de la "nano" es una dimensión: 10 elevado a -9.

• Esto es: 1 nanometro = 0,000000001 metros.
• Es decir, un nanometro es la mil millonésima parte de un metro, o millonésima parte de un milímetro.
• También: 1 milímetro = 1.000.000 nanometros.

Una definición de nanociencia es aquella que se ocupa del estudio de los objetos cuyo tamaño es desde cientos a décimas de nanometros.

Hay varias razones por las que la Nanociencia se ha convertido en un importante campo científico con entidad propia. Una es la disponibilidad de nuevos instrumentos capaces de "ver" y "tocar" a esta escala dimensional. 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 Microscopefue inventado incrementando las capacidades y tipos de materiales que podían ser investigados...

En respuesta a estas nuevas posibilidades los científicos han tomado conciencia de potencial futuro de la actividad investigadora en estos campos. La mayor parte de los países han institucionalizado iniciativas para promover la nanociencia y la nanotecnología, en sus universidades y laboratorios.