Nanotecnología

¿Cómo ha progresado la nanotecnología a lo largo de los años?

¿Cómo ha progresado la nanotecnología a lo largo de los años?

La nanotecnología está a la vanguardia del avance tecnológico moderno. Se presenta como la tecnología innovadora que permitirá a las computadoras y transistores mantenerse al día con la infame Ley de Moore. También revolucionará la medicina y el tratamiento modernos.

La nanotecnología moderna, más bien la capacidad de alterar cuidadosamente átomos y estructuras del tamaño de nanómetros, es bastante diferente de los tipos de nanotecnología del pasado. Sin embargo, la nanotecnología como campo de la innovación humana ha existido desde aproximadamente el siglo IV d.C.

Para comprender mejor la nanotecnología moderna y lo que rechazó nuestra capacidad para editar átomos y moléculas, echemos un vistazo a todos los avances y desarrollos realizados en esta industria a lo largo de la historia.

El comienzo de la nanotecnología

Los primeros ejemplos de nanotecnología utilizada por los seres humanos toman la forma de materiales innovadores que se crearon para fines específicos. El primer ejemplo que tenemos de nanopartículas que se utilizan en la creación material de un objeto es el de la Copa Licurgo, que data del siglo IV. El oro coloidal y la plata se enredaron en el vaso de la copa que le permite ser verde y rojo opacos dependiendo de dónde provenga la fuente de luz que la golpea.

El oro y la plata coloidal son nanopartículas que todavía se utilizan hoy en día por muchas de sus propiedades beneficiosas. Dicho esto, este uso temprano de nanopartículas en el diseño de materiales de vidrio continuó sin mucha innovación durante los siguientes cientos de años.

En gran parte, la mayor parte de la innovación en torno a las nanopartículas fue lenta, considerando que los humanos no tenían una manera fácil de examinar estas partículas o incluso de comprender que existían en mayor medida.

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Entre los primeros usos de la nanotecnología y hasta el siglo XVII, las nanopartículas se utilizaron en esmaltes cerámicos, principalmente en forma de nanopartículas de plata o cobre. Estos aditivos dieron a los esmaltes un brillo metálico que no se podía crear con ningún otro esmalte de la época.

Durante este largo período de desarrollo, los artesanos también obtuvieron más conocimientos al trabajar con materiales que contenían nanopartículas para crear colores ricos en vidrieras.

Alejándose de la fragilidad del vidrio y la cerámica, entre los siglos XIII y XVIII se utilizaron nanopartículas en el desarrollo de la hoja de Damasco. Los artesanos que plegaban diferentes capas de acero juntas en el proceso de fabricación de estas hojas estaban creando sin saberlo nanotubos de carbono, lo que hacía que las hojas fueran increíblemente fuertes y al mismo tiempo increíblemente ligeras.

Todos estos usos de la nanotecnología estaban principalmente en manos de hábiles artesanos, que creaban los mejores materiales del mundo mediante procesos refinados. No fue hasta mediados del siglo XIX que el desarrollo de la nanotecnología realmente comenzó a acelerarse, en gran parte debido a las nuevas innovaciones.

Lo que trajo la nanotecnología a la era moderna

En 1857, un científico conocido como Michael Faraday descubrió por primera vez el oro coloidal. Si bien el oro coloidal se había utilizado en materiales durante siglos antes, esta fue la primera vez que se aisló y se observó que producía diferentes colores bajo diferentes condiciones de iluminación.

Sin embargo, pasarían otros 80 años antes de que alguien pudiera examinar estas nanopartículas directamente.

En 1936, Erwin Müller inventó el microscopio de emisión de campo en el Laboratorio de Investigación de Siemens. Este microscopio fue el primero que permitió obtener imágenes de materiales a niveles casi atómicos. Esto marcó un paso significativo hacia la posibilidad de examinar las nanopartículas en la escala en la que existen.

En 1950, dos investigadores desarrollaron una sólida teoría detrás de cómo cultivar materiales coloidales en un laboratorio. Este fue el primer paso para poder crear nanomateriales de manera controlada y determinada. En última instancia, esto llevó al uso de materiales coloidales en pinturas, películas y papel.

Sin embargo, al año siguiente, en 1951, se realizó el siguiente descubrimiento de microscopio para influir en la investigación de la nanotecnología. Erwin Müller volvió a inventar otro microscopio, esta vez el microscopio de iones de campo. Esto permitió obtener imágenes de la forma en que se organizaron los átomos, y se utilizó primero para obtener imágenes de átomos de tungsteno.

Poco después de estos desarrollos de los microscopios atómicos, los ingenieros descubrieron formas de manipular las estructuras moleculares. Arthur von Hippel fue un investigador del MIT que acuñó el término ingeniería molecular. Trabajó en dieléctricos y otros pequeños dispositivos electrónicos, utilizando la ingeniería molecular en el desarrollo de transistores.

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La invención de estos microscopios moleculares marcó el mayor cambio en el desarrollo de la nanotecnología. En 1958, el circuito integrado se inventó con la ayuda de la nanotecnología. En 1959, Richard Feynman dio el primer lector sobre tecnología que operaba a escala atómica, lo que históricamente marcó el comienzo del desarrollo de la nanotecnología.

Los dos primeros microscopios desarrollados por Müller fueron clave para iniciar el primer trabajo de nanotecnología, pero en 1981, Gerd Binnig y Heinrich Rohrer desarrollaron el microscopio de túnel de barrido y cambiaron el campo para siempre.

Este microscopio fue el primero que permitió a los científicos ver imágenes de átomos, lo que les valió a los dos científicos el premio Nobel en 1986.

Más tarde, en 1986, Gerd Bennig, que ahora trabaja con Calvin Quate y Christoph Gerber, inventó el microscopio de fuerza atómica, que podía medir y manipular materiales hasta una fracción de un nanómetro de tamaño. Esto significó que los ingenieros y científicos ahora podrían examinar las fuerzas presentes en las nanopartículas.

Todo este desarrollo en el último 1500 años condujo al punto en 1989 donde Don Eigler y Erhard Schweitzer manipularon 35 individuales átomos por primera vez en la historia. Hicieron que los átomos deletrearan el logotipo de IBM, marcando el comienzo del uso de la nanotecnología aplicada, o la manipulación de átomos específicamente para nuestro beneficio.

El resto de la historia es historia. Después del desarrollo de estos microscopios que permitieron a los ingenieros observar y manipular nanopartículas, la nanotecnología pasó a ser el centro de atención de lo que los humanos eran capaces de hacer dentro del ámbito del desarrollo tecnológico.

Hoy en día, la nanotecnología funciona en muchas de las industrias con las que interactuamos estrechamente todos los días, desde las computadoras hasta los cosméticos. Podemos agradecer a los científicos detrás de estos primeros inventos por todas las innovaciones en nanotecnología que se han producido y todas las que seguramente vendrán.


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