Nanotecnología y sus Nanotecnología y sus aplicaciones en Riceaplicaciones en Rice

Erin Beisner, Erica Hughley, Erin Beisner, Erica Hughley, Diana Lee, JD Leonard, Joey Diana Lee, JD Leonard, Joey

MelloMelloSpan 314Span 314

¿¿Que es la nanotecnologíaQue es la nanotecnología? ? La fabricación de materiales La fabricación de materiales

en una escala atómica en una escala atómica Cualquier nano-estructura Cualquier nano-estructura

necesita ser artificialnecesita ser artificial Propiedades particulares Propiedades particulares

porque está en escala porque está en escala nanométricananométrica Propiedad catalíticaPropiedad catalítica Punto de fusiónPunto de fusión Propiedad magnéticaPropiedad magnética Propiedad ópticaPropiedad óptica

La comparación de una red de nanotubos de carbono con un fragmento de pelo humano.

http://www.nanowerk.com/nanotechnology/introduction/introduction_to_nanotechnology_1.html

Datos importantesDatos importantes

1931: El primer microscopio electrónico

1947: La invención del transistor

1958: El fenómeno del efecto túnel

1959: El discurso de Richard Feynman

1970: El programa de Gaussian

1974: La frase de nanotecnología

1985: El descubrimiento de C60 fulereno

1991: El descubrimiento de los nanotubos

http://www.nanotech-now.com/images/buckyball2-large.gif

Una imagen del C60 fulereno.

El propósito y los métodosEl propósito y los métodosLa metaLa meta: Identificar y usar los cambios : Identificar y usar los cambios químicos y físicos que ocurren en la químicos y físicos que ocurren en la nanoescala para construir estructuras nanoescala para construir estructuras muy miniaturizadas y desarrollar nuevas muy miniaturizadas y desarrollar nuevas tecnologías. tecnologías.

MétodosMétodos

1.) Enfoque hacia abajo1.) Enfoque hacia abajo

2.) Enfoque hacia arriba2.) Enfoque hacia arribahttps://publicaffairs.llnl.gov/news/news_releases/2006/images/membrane409x299s.jpg

Los nanotubos de carbonoLos nanotubos de carbono

http://www2.cnrs.fr/sites/en/image/nanotube_hd.jpg

Una descripciUna descripciónón

Son una alotropía Son una alotropía cilíndrica del carbonocilíndrica del carbono

Sus diámetros son Sus diámetros son del orden del del orden del nanómetronanómetro

La longitud puede La longitud puede ser hasta 28 millones ser hasta 28 millones veces más larga que veces más larga que el diámetroel diámetro

http://spie.org/Images/Graphics/Newsroom/Imported/0806/0806_fig1.jpg

Sus propiedadesSus propiedades

Tienen una alta resistencia a la Tienen una alta resistencia a la traccióntracción Son muchos mSon muchos máás fuertes que el aceros fuertes que el acero

Hay casi cero fricción en las paredes Hay casi cero fricción en las paredes internasinternas

Son conductos excelentes de la Son conductos excelentes de la electricidad y del calorelectricidad y del calor

Unos científicos temen que causen el Unos científicos temen que causen el cáncercáncer

La fabricación por la “ablación La fabricación por la “ablación láser”láser”

Una tecnología Una tecnología desarrollada en Ricedesarrollada en Rice

Un lUn láser vaporiza el áser vaporiza el carbono de un bloque de carbono de un bloque de grafito que está en una grafito que está en una cámara llena de un gas cámara llena de un gas inerte y calentadoinerte y calentado

Cuando el vapor se Cuando el vapor se condensa en una superficie condensa en una superficie frfríía, forma los nanotubosa, forma los nanotubos

Se puede ordenarlos por el Se puede ordenarlos por el diámetrodiámetro

http://www.ehu.es/SGIker/es/analisis/alava/imagenes/foto_ICP-MS.JPG

Los cepillos de contactoLos cepillos de contacto Diámetro de 30mmDiámetro de 30mm Millones de nanotubos Millones de nanotubos

forman un cubo forman un cubo minúsculo minúsculo

Flexibilidad fenomenal Flexibilidad fenomenal permite contacto casi permite contacto casi perfecto entre un brazo perfecto entre un brazo estacionario y las partes estacionario y las partes móvilesmóviles

Reduce la resistencia a Reduce la resistencia a una décima parte de la una décima parte de la de un cepillo de cobrede un cepillo de cobre

http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=12257

El metamaterialEl metamaterial

http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=12272

¿Qué es el metamaterial?¿Qué es el metamaterial? Obtiene sus propiedades de su Obtiene sus propiedades de su

estructuraestructura Efectos físicos dramáticos debido a su Efectos físicos dramáticos debido a su

interacción con la luzinteracción con la luz

http://www.grc.nasa.gov/WWW/RT/2003/images/5620wilson-f4.jpg

El metamaterial en RiceEl metamaterial en Rice

Naomi Halas y Naomi Halas y Nikolay Mirin Nikolay Mirin

Un proceso de 3 Un proceso de 3 pasospasos

Su metamaterial Su metamaterial captura la luz que captura la luz que viene de cualquiera viene de cualquiera dirección y la emite dirección y la emite en una direcciónen una dirección

El resultado: un El resultado: un material material transparentetransparente

http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=12272

Las “nano-tazas”Las “nano-tazas” Las primeras nanoantenas 3DLas primeras nanoantenas 3D

Dirigen la luz por los Dirigen la luz por los

plasmones plasmones

http://isiria.files.wordpress.com/2009/03/gwh-nanocups.jpg

http://www-ipcms.u-strasbg.fr/IMG/gif_plasmon.gif

¿Por qué es tan ¿Por qué es tan emocionante?emocionante?

Antes de Mirin, nadie podía mantener Antes de Mirin, nadie podía mantener las “nano-tazas” individuales en la las “nano-tazas” individuales en la misma orientación misma orientación

Muchas aplicaciones posibles …Muchas aplicaciones posibles …

Las posibilidades del Las posibilidades del futuro…futuro…

La energía solar La energía solar termoeléctricatermoeléctrica

Capas invisiblesCapas invisibles

SúperlentesSúperlentes

http://blatantbibliophiles.files.wordpress.com/2008/08/harry-potter-invisibility-cloak1.jpg

http://static.howstuffworks.com/gif/thin-film-solar-cells-4.jpg

http://cns.utexas.edu/communications/Image/2006/09/lensdiagram.jpg

Los nanocarsLos nanocars

http://www.jmtour.com/images/Nanocars/Fig2b300dpi.jpg

Los nanocars en RiceLos nanocars en Rice

El primer fue descubierto en Rice en El primer fue descubierto en Rice en 20052005

por el grupo del profesor James Tourpor el grupo del profesor James Tour

http://www.jmtour.com/images/TourPhotos/JimTour06001.jpghttp://www.jmtour.com/images/TourPhotos/TourinLab004.jpg

¿Qué es un nanocar?¿Qué es un nanocar? Una estructura molecularUna estructura molecular Compuesto deCompuesto de

un chasis y un sistema de ejeun chasis y un sistema de eje cuatro moléculas de cuatro moléculas de

BuckminsterfulerenoBuckminsterfulereno enlaces covalentes entre las moléculasenlaces covalentes entre las moléculas

http://www.jmtour.com/images/Nanocars/NanocarwithshadowandNOtriangle.bmp http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Fullerene-C60.png

¿Cómo se mueven los ¿Cómo se mueven los nanocars?nanocars?

Las moléculas se unen a una superficie de oroLas moléculas se unen a una superficie de oro No tienen un motorNo tienen un motor Se mueven delante y atrás en una superficie Se mueven delante y atrás en una superficie

calentada a una temperatura elevada calentada a una temperatura elevada

http://www.jmtour.com/images/Nanocar/NanoCarNOtriangle600dpi.jpg

El futuro de los nanocarsEl futuro de los nanocars No hay aplicaciones inmediatasNo hay aplicaciones inmediatas Un motor molecularUn motor molecular Una hélice molecularUna hélice molecular

http://www.mererhetoric.com/images/ownpower.jpg http://www.daviddarling.info/images/nano-propeller.jpg

• Más movimiento deliberado a nivel molecular

www.chem.utoronto.ca/staff/DHIRANI/stm-np.jpg

La nanotecnología y la La nanotecnología y la posibilidad de curar los posibilidad de curar los

tumorestumores

Dr. Paul CherukuriProfesor adjunto de

químicaPh.D. Química (2007)

Rice University

www.rice.edu1

Steven Curley, M.D.

http://www.rfnanocancer.com/bios.php

http://blog.kir.com/archives/richard%20smalley.jpg

Dr. Richard SmalleyNobel Laureate

Profesor de químicaRice University

1976-2005

Los investigadores Los investigadores principalesprincipales

www.discovermagazine.com

El inventor: John KanziusLa invención: La máquina Kanzius¿Qué hace?: Las ondas de radio calientan partículas metálicasLa aplicación biológica: La temperatura alta mata a las células que incorporan las partículas metálicas

http://www.rfnanocancer.com/

¿Cómo funciona?¿Cómo funciona?

http://www.gatech.edu/upload/pr/tls03133.jpg

Las partículas metálicasLas partículas metálicas Se atan a los tumores Pero también pueden pegarse a células

sanas Los investigadores tienen que atar

anticuerpos específicos a las nanopartículas para combatir los tumores en el cuerpo

1. Inyecte a la persona con las nanopartículas de oro• Las nanopartículas se incorporan en los glóbulos rojos• Los glóbulos rojos distribuyen las nanopartículas a los

tumores• Los anticuerpos de las nanopartículas atan a las células

cancerosas2. Use la maquina Kanzius para calentar las nanopartículas

• Las células cancerosas se mueren

1. www.sciencedaily.com2. http://www.rfnanocancer.com/

http://thefootblog.files.wordpress.com/2006/11/bloodinj.jpg

http://tbn3.google.com/images?q=tbn:UP_fxmIQfl-SdM:http://repairstemcell.files.wordpress.com/2009/02/red-blood-cells1.jpg

http://www.gatech.edu/upload/pr/tir83045.jpg

El proceso de combatir los El proceso de combatir los tumores tumores

Actualmente:• Solamente se usa el método en los ratones• Hay una reunión dentro de poco entre los investigadores y la Administración de las Comidas y Drogas• Los experimentos con los ratones han sido muy prometidos• Muy pronto, (posiblemente en un año) los investigadores podrán hacer los experimentos con humanos

Otras aplicaciones:• Es posible que los investigadores puedan enterarse de como combatir los cánceres que no tienen tumores como la leucemia

http://kanziuscancerresearch.com/drstevencurleywinter20082009update-p-151.html

http://farm1.static.flickr.com/152/379419404_c64aabbb6e.jpg

El estado de los estudios y El estado de los estudios y otras aplicacionesotras aplicaciones

ConclusiónConclusión La nanotecnología tiene grandes La nanotecnología tiene grandes

implicaciones por los avances en la implicaciones por los avances en la medicina, la informática, y más camposmedicina, la informática, y más campos

Muchos riesgos desconocidosMuchos riesgos desconocidos Medio ambienteMedio ambiente La salud de personasLa salud de personas La salud de los animales usados en los La salud de los animales usados en los

experimentosexperimentos

http://www.popcitymedia.com/galleries/Default/Features/Issue%2060/Nanotechnology/nanolambda_chip_450.jpg

http://nanomedicinetoday.files.wordpress.com/2009/03/two-a1.jpg

http://www.sfgate.com/c/pictures/2005/07/11/bu_solarcell8865.jpg

Referencias Referencias http://www.discovernano.northwestern.edu/index_html http://www.futureforall.org/nanotechnology/risks.htm http://www.nanowerk.com/nanotechnology/introduction/introduction_to_nanotechnology_1.html“Nanocups Brim http://www.nanowerk.com/nanotechnology/introduction/introduction_to_nanotechnology_1.html“Nanocups Brim

with Potential”with Potential” http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=12297&SnID=509883255

http://cnx.org/content/m14511http://cnx.org/content/m14511 http://python.rice.edu/~kolomeisky/nanocar.htmhttp://python.rice.edu/~kolomeisky/nanocar.htm http://en.wikipedia.org/wiki/Nanocarhttp://en.wikipedia.org/wiki/Nanocar http://es.wikipedia.org/wiki/Fulerenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Fulereno http://www.rice.edu/nationalmedia/news2009-02-02-nanocar.shtmlhttp://www.rice.edu/nationalmedia/news2009-02-02-nanocar.shtmlhttp://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_nanotube http://es.wikipedia.org/wiki/Nanotubo http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=8662&SnID=740543782 http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=12257&SnID=740543782http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=12257&SnID=740543782 ““Nanocups Brim with Potential”Nanocups Brim with Potential”

http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=12297&SnID=509883255http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=12297&SnID=509883255 Wikipedia: NanoantennaWikipedia: Nanoantenna

http://en.wikipedia.org/wiki/Nanoantennahttp://en.wikipedia.org/wiki/Nanoantenna Nanotechnology NowNanotechnology Now

http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=32462http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=32462 ImagenesImagenes

http://www.grc.nasa.gov/WWW/RT/2003/images/5620wilson-f4.jpghttp://www.grc.nasa.gov/WWW/RT/2003/images/5620wilson-f4.jpg http://www.media.rice.edu/images/media/2009RiceNews/0313_NANOCUPS.jpghttp://www.media.rice.edu/images/media/2009RiceNews/0313_NANOCUPS.jpg http://www-ipcms.u-strasbg.fr/IMG/gif_plasmon.gifhttp://www-ipcms.u-strasbg.fr/IMG/gif_plasmon.gif http://www.nanovida.com/images/nano-cups.jpghttp://www.nanovida.com/images/nano-cups.jpg