Unidad Didáctica: Nanotecnología

Asesoría de Ciencias de la NaturalezaBerritzegune Nagusi (Bilbao)Propuesta de trabajo Julio 2010

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Unidad Didáctica: Nanotecnología

INDICE

1.- ¿Qué es la nanotecnología?.................................................................................................................31.1.- LO GRANDE Y LO PEQUEÑO.................................................................................................31.2.- EL TAMAÑO IMPORTA...........................................................................................................5

2.- El tamaño de los objetos......................................................................................................................83.- Propiedades en la nanoescala............................................................................................................104.- Aplicaciones de la nanotecnología....................................................................................................13

4.1.- Introducción...............................................................................................................................134.2.- Nanotecnología y control de la contaminación..........................................................................144.3.- Nanotecnología y energía...........................................................................................................16

5.- Nanotecnología y salud.....................................................................................................................186.- Consideraciones éticas sobre la nanotecnología...............................................................................247.- Actividad final...................................................................................................................................26

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1.- ¿Qué es la nanotecnología?

1.1.- LO GRANDE Y LO PEQUEÑO

Seguramente has oído en más de una ocasión que el Universo tiene unos 14.000 millones de años –el Big Bang sucedió hace 14.000 millones de años–, que el Sol se extinguirá –apagará– dentro de 5.000 millones de años, o que la luz viaja a 300.000 km/seg, y que nada puede moverse con mayor velocidad. Son números tan grandes comparados con nuestra escala de medida en la vida diaria, que no nos paramos a pensar qué significado tienen, y mucho menos a intentar entender cómo se ha llegado a determinar esas cantidades tan asombrosas.

Lo mismo sucede en el otro extremo, es decir, con las cosas muy pequeñas. Sabemos que toda la materia está compuesta de unas partículas muy pequeñas llamadas átomos (a su vez los átomos constan de protones, electrones, neutrones, etc.). Los átomos son tan pequeños que en una distancia de 1 cm podríamos colocar, por ejemplo, 100 millones de átomos de oro. Del mismo modo, su masa es tan pequeña, que en 18 g de agua, tenemos 1,04.1024 átomos de hidrógeno y 6,02.1023 átomos de oxígeno. Figura 1. Superficie de oro vista a través de un microscopio de efecto túnel. Pueden distinguirse los átomos individuales.

1J.- ¿Cómo hemos llegado a conocer todas estas cosas? ¿Son importantes para nuestra vida diaria?

Piensa en aspectos de la vida diaria que tengan relación con los conocimientos del universo o de la materia a muy pequeña escala, y da algún ejemplo en el que se vea una repercusión positiva de dicho conocimiento.

¿Qué instrumentos han sido necesarios para conocer tanto el Universo “infinito” como la materia a nivel atómico?

2J.- ¿Qué sabes de nanotecnología? Completa la siguiente tabla con los conocimientos que tienes en este momento sobre nanociencia y nanotecnología, y sobre aquello que te gustaría saber en relación con dicho tema.

¿QUÉ SÉ SOBRE NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGÍA?

¿QUÉ QUIERO SABER SOBRE NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGÍA?

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3J.- Búsqueda de información sobre nanotecnología Busca información en las siguientes páginas WebCompleta una tabla similar a la de la actividad anterior resumiendo la información más importante e interesante que has encontrado en las páginas anteriores, e indica asimismo que aspectos te gustaría conocer con más detalle 4J.- Introducción a la nanocienciaAnaliza la información contenida en la presentación PPT1 y contesta las siguientes preguntas:

1.- ¿Cuál es el rango de la nanoescala?2.- ¿Cuál es el tamaño más pequeño –en metros– que puede observar el ojo humano?3.- ¿Qué aumento puede proporcionar al ojo humano el microscopio óptico? ¿Cuál es el límite de visión –resolución– para dicho microscopio?4.- Describe brevemente cómo funcionan el microscopio óptico y el microscopio electrónico. 5.- Nombra uno de los nuevos microscopios que utilizan los científicos para ver objetos en la nanoescala y explica cómo permite dicho microscopio ver los objetos.6.- Explica brevemente porqué la nanoescala es “especial”.7.- Da un ejemplo de una estructura en la nanoescala y describe qué propiedades interesantes tiene.

5J.- Lectura. ¿Cómo será la vida en 2045?

En esta lectura vas a ver qué impacto podría tener la nanotecnología en el año 2045. La historia es ficticia, pero está basada en algunas de las investigaciones que se llevan a cabo en la actualidad, y en algunos casos, en tecnologías ya existentes. Antes de leer: predice dos modos en los que crees que la nanotecnología puede afectar tu estilo de vida en el futuro.Lee la historia y realiza los siguientes ejercicios: Indica cuatro aplicaciones de la nanotecnología que aparezcan citadas en la historia. ¿Cuál de las aplicaciones mencionadas en la historia te parece la más verosímil? ¿Por qué? ¿Cuál de las aplicaciones mencionadas en la historia te parece la menos verosímil? ¿Por qué? Escribe, por lo menos, dos preguntas de contenido científico relacionadas con la historia que

acabas de leer.

6J.- La casa del futuro

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Entra en el video siguiente y observa cómo será la casa del futuro.

Observa la siguiente animación.http://www.parasaber.com/hogar/buscar-casa/grafico/buscar-casa-minipisos-futuro/4017/

7J.- ¿Qué hemos aprendido sobre nanociencia y nanotecnología?

Escribe un pequeño resumen recapitulando las ideas principales que has aprendido hasta ahora sobre la nanociencia y la nanotecnología. Compara tu resumen con el de tus compañeros e intentar hacer una síntesis con las cuestiones más importantes.

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1.2.- EL TAMAÑO IMPORTA

El prefijo “nano” proviene del latín “nanus” de significado “enano”. En ciencia y tecnología “nano” quiere decir 10-9, es decir, una milmillonésima parte (0,000000001). Un nanómetro (nm) es, por tanto, la milmillonésima parte de un metro, lo que equivale a un tamaño decenas de miles de veces más pequeño que el diámetro de un cabello humano.

Las propiedades y el comportamiento de los objetos de tamaño habitual pueden explicarse mediante los principios básicos de la Física (Física Clásica). Sin embargo, a finales del siglo XIX y comienzos del siglo XX los físicos comenzaron a observar comportamientos que no podían explicarse con los conocimientos de la Física Clásica. Este comportamiento de la materia se observa fundamentalmente cuando el tamaño de las partículas es muy pequeño, por lo que resulta desapercibido en la vida diaria. Sin embargo, a escala nanométrica, los principios de la Física y las propiedades de los materiales que se observan son normalmente distintas, siendo necesario recurrir a la Física Cuántica para poder entender este nuevo comportamiento. Son precisamente los efectos cuánticos los que van a permitir desarrollar materiales y procesos con nuevas funcionalidades y comportamientos.

La potencialidad que se esconde detrás de la posibilidad de trabajar con materiales, dispositivos, etc. a estas escalas fue apuntada por Richard P. Feynman (Premio Nobel de Física) en Diciembre de 1959, durante su famosa charla “There is plenty of room at the bottom”. Pero hubo que esperar hasta 1971 para que el término Nanotecnología fuera utilizado por primera vez por Norio Taniguchi, refiriéndose a la técnica aplicada en la maquinaria de ultra-precisión. No obstante, el verdadero nacimiento de la Nanociencia y la Nanotecnología se produce en 1981 con la invención del microscopio de efecto túnel por Gerd Binnig y Heinrich Rohrer.

8J.- En septiembre de 2009 se celebró en Donostia-San Sebastián el congreso ATOM BY ATOM dedicado a la nanociencia y a la nanotecnología. Busca información en la dirección Web indicada. http://atombyatom.nanogune.eu/public_home/ctrl_home.php?lang=es ¿Qué objetivos principales tenía el congreso? ¿Qué científicos tomaron parte en él? ¿Qué destacarías de dicho congreso?

9J.- Ordena cronológicamente los siguientes nombres e indica la contribución que cada uno de ellos ha realizado en el mundo de la nanotecnología: Richard Feynmann, Norio Taniguchi, Gerd Binnig y Heinrich Rohrer. Completa la cronología de la nanociencia con la ayuda de la siguiente tabla: Ordena cronológicamente los descubrimientos y hechos importantes que han tenido lugar en el campo de la tecnología. Enlaza los años y los acontecimientos: Intenta explicar brevemente la importancia que cada uno de ellos tiene.

Hecho AñoConferencia de Richard Feynmann “There is plenty of room at the bottom” 2000Concesión del premio Nobel a Richard Feynman por sus trabajos en electrodinámica cuántica

1966

Xerox comienza los trabajos de investigación en tecnología de tinta electrónica (Centro de Palo Alto, California)

1960

Invención del microscopio de efecto túnel 1973Invención del descubrimiento de fuerza atómica 1985Invención del microscopio de campo próximo 1981Concesión del premio Nobel a Smalley por el descubrimiento de los fullerenos 1995La Universidad de Massachussets consigue el auto-ensamblaje de moléculas 1990Obtención de nanopartículas capaces de localizar células cancerosas 2005

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10J.- ¿Por qué crees que el descubrimiento del microscopio de efecto túnel hizo que surgiera la nanociencia?

11J.- ¿Cómo se construye el conocimiento científico?

Los siguientes fragmentos indican situaciones en los que los científicos han realizado progresos en diversas áreas del conocimiento científico:

De acuerdo al contenido de estos párrafos, ¿cómo se construye el conocimiento científico? ¿De forma individual? ¿Como resultado del trabajo colectivo? ¿Por equipos de científicos que trabajan en el mismo lugar? ¿Como resultado de una acción planificada o puede ser fruto de la casualidad? En el caso de la nanotecnología, ¿de qué modo se ha construido el conocimiento científico?

12J.- ¿Qué ventajas y desventajas tiene el tamaño de las cosas? Piensa por ejemplo, en las siguientes aplicaciones: Salud: medicamentos, instrumental quirúrgico Mecánica: destornillador, tornillo, separación de sustancias (filtro)Imagina que tienes una regla graduada en centímetros. ¿Qué tipo de objetos podrías medir? ¿Qué harías para medir la longitud o el espesor de un objeto muy pequeño?Repite el experimento anterior para el caso de una balanza.

¿Crees que podrías coger átomos con la mano? Realiza el siguiente ejercicio: pon sobre una caja suficientemente grande objetos de tamaño diverso (pueden ser fichas de un puzzle, por ejemplo). Intenta coger el mayor número de objetos con las manos. Repite ahora el experimento con guantes del tipo utilizado en la cocina para coger objetos calientes. Realiza por fin el experimento con unos guantes de boxeo (o algo similar). ¿Qué resultados has obtenido? ¿Qué explicación puedes dar? ¿Qué relación puedes ver entre el ejercicio anterior y el hecho de manipular átomos, moléculas, etc.?

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13J.- La organización de las cosas¿Pueden dos objetos de la misma composición tener propiedades muy diferentes? Ejercicio: organiza los clips de formas diversas. PRACTICA ¿Qué propiedades físicas pueden cambiar por efecto de la organización espacial?

14J.- La batalla de las Termópilas Según cuentan los libros de historia, en el año 480 a.C., un grupo de 300 soldados espartanos fue capaz de retener al poderoso ejército persa, que estaba formado por más de 300.000 hombres. ¿Cómo fue esto posible?

15J.- Secando la ropa.¿Has sacado alguna vez la ropa de la lavadora y la has colgado para que se seque? ¿Te has fijado alguna vez en la forma de un colgador? Imagina que tienes una docena de pares de calcetines. ¿Qué cambiaría si pusieras todos los calcetines apilados unos sobre los otros o si los colocaras todos

separados? ¿En que caso se secarían antes? ¿Por qué?

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16J.- La investigación en nanotecnología Observa los gráficos siguientes

¿Qué relación existe entre los datos de la gráfica –número de publicaciones y trabajos científicos relacionados con la nanotecnología– y otras características de los países (nivel de vida, PNB, parte del PNB destinado a I + D, etc.)?

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2.- El tamaño de los objetos

17J.- Observa la información de la siguiente tabla. Completa la columna restante y ordena los diferentes objetos según su tamaño:

Objeto Tamaño (m) Objeto Tamaño (Escala)Diámetro del núcleo del átomo de uranio

10-13 Mosca

Longitud de la molécula de agua 10-10 AlubiaAnchura de la molécula de DNA 10-9 Pelo de humanoProtozoo 10-5 BacteriaGusano de tierra 10-2 VirusPersona adulta (tamaño medio) 100 Molécula de aguaAltura del monte Everest 103 Pelota de tenisDiámetro de la Tierra 107 Balón de fútbolDistancia del Sol a Plutón 1013 Microchip de ordenador

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Compara tus predicciones con las de otros grupos, y comprueba los resultados con la información ofrecida por el profesor.

¿Cuáles de los objetos anteriores puedes ver a simple vista? ¿En qué caso necesitas un microscopio? ¿A qué hace referencia el prefijo “micro”? ¿Qué instrumentos utilizarías para determinar el tamaño de cada uno de los objetos anteriores? ¿Qué diferencia hay entre la escala MICRO y la escala MACRO? Intenta clasificar los objetos en tres grupos: MACRO (observables a simple vista por el ojo

humano), MICRO (observables con el microscopio óptico o electrónico), y NANO (observables con microscopios de fuerza atómica o de efecto túnel)

18J.- Cálculos con nanopartículasImagina que la figura representa una nanopartícula típica:

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¿Cuántos átomos de radio 0,05 nm se pueden colocar sobre la cara de longitud 5 nm?¿Cuántos átomos de radio 0,05 nm caben en la nanopartícula de la figura?

¿Qué cantidad de materia utilizamos en las prácticas habituales de laboratorio?

Imagina que, con ayuda de un cuentagotas, pones una gota de agua sobre el porta de un microscopio. Suponiendo que el volumen de la gota es de 0,05 ml, y que 1 litro de agua contiene (1000/18) x 6,02.1023 moléculas de agua, ¿cuántas moléculas de agua tendrá la gota?

Si 1 g de azúcar (sacarosa) contiene 1,76.1021 moléculas de sacarosa, ¿cuántas moléculas de sacarosa habrá en dos cucharadas de azúcar?

Si disuelves 10 g de azúcar en 100 ml de agua, ¿cuántas moléculas tendrás en total? Las balanzas de precisión –analíticas– pesan cantidades con cuatro o cinco cifras decimales.

Imagina que en una medida, coges una cantidad de 0,0002 g de hierro. Sabiendo que 1 g de hierro contiene 58 / 6,02.1023 átomos de hierro, ¿cuántos átomos de hierro hay en dicha masa?

En los laboratorios de enseñanza de los institutos, las balanzas digitales suelen medir la centésima de gramo, es decir, podemos coger una cantidad mínima de 0,01 g. ¿Cuántos átomos de hierro hay en dicha masa?

¿Cómo podrías conseguir en el laboratorio del instituto, utilizando una balanza con precisión de 0,01 g, una muestra que contenga 70.000 átomos de hierro?

19J.- Una cuestión de tamañoImagina una hoja de papel de tamaño DIN A4. ¿Cuántas veces crees que tendrías que cortarla por la mitad para alcanzar un tamaño de entre 0 y

10 nm? ¿En qué momento, es decir, con qué tamaño de hoja, crees que te resultará imposible seguir

cortando? Haz la práctica (con las manos y con ayuda de unas tijeras) y comprueba si tu predicción ha sido

correcta ¿Cuántas veces has sido capaz de cortar el papel? ¿En qué medida está próximo a la nanoescala el tamaño de papel más pequeño que has

conseguido? ¿Por qué has tenido que dejar de cortar? ¿Es posible utilizar un objeto de la macro escala –las manos o las tijeras, por ejemplo– para

trabajar con objetos en la nanoescala? ¿Se te ocurre alguna forma de poder seguir cortando la hoja de papel?

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3.- Propiedades en la nanoescala

El tamaño es importante, porque las propiedades de los nanomateriales pueden ser muy diferentes de los materiales de la misma sustancia en tamaño mucho mayor. Hay dos razones para explicar este comportamiento anómalo en la nanoescala:

- Por una parte, las nanopartículas tienen una gran área superficial por unidad de volumen. Por ejemplo, si dividimos un cubo metálico en cubos más pequeños, la superficie de contacto será mucho mayor que la del objeto original. Esto tiene consecuencias en las propiedades físicas y químicas de los materiales (conductividad eléctrica, velocidad de reacción, etc.) Como estos procesos tienen lugar a nivel de la superficie, cuanta más superficie de contacto haya, mayor será la capacidad de acción de la sustancia.

- Por otra parte, cuanto más pequeñas son las partículas, mayor es el grado de cambio que el material sufre en sus propiedades magnéticas, ópticas y eléctricas.

20J.- Relación de partículas superficiales a número total de partículas. Supongamos que las partículas que vamos a analizar tienen forma cúbica.Comenzaremos por un cubo de arista L

Supongamos que recubrimos ese cubo con otra serie de cubos de igual tamaño hasta hacer un cubo más grande de arista 3L (Imagina un cubo de Rubick)

Continúa el proceso anterior y construye ahora un cubo de arista 5L.Continua y construye un cubo de tamaño 7L

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Completa los datos de la siguiente tabla:Arista del cubo principal (cm)

Volumen (cm3) Área superficial (cm2)

Relación A/V

L3L5L7L

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Completa la siguiente tabla indicando la relación entre el número de partículas en la superficie y el número total de partículas del cubo:

Tamaño del cubo (arista)

Número de partículas en la superficie

Número total de partículas

Relación Nps/Npt

L3L5L7L

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21J.- Factores que afectan a la velocidad de reacción

Determinados medicamentos deben tomarse troceados o disueltos en agua. ¿Qué razones existen para proceder de dicho modo? ¿Hay alguna ventaja?Lleva a cabo el siguiente experimento Analiza los resultados obtenidos.

22J.- Propiedades en la nanoescala (el punto de fusión) El oro es un elemento metálico cuyo punto de fusión en la macro-escala es de 1064 C. En la nanoescala, en cambio, las cosas son diferentes. Observa los datos de la siguiente tabla:

Tamaño de la muestra Punto de fusión (C)20 átomos aprox. 50050 átomos aprox. 800100 átomos aprox. 920200 átomos aprox. 980

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Representa gráficamente la temperatura de fusión de una nano-muestra de oro frente al número de partículas.

Extrapolando los datos de la tabla, ¿qué temperatura de fusión tendrá una muestra de 5 átomos de oro?

¿Con cuántos átomos se alcanza el valor de 1064 C? ¿Cómo se puede explicar la disminución del punto de fusión?

Imagínate que pones la misma cantidad de agua (100 ml aprox.) en cada vaso de precipitados de la figura. ¿En qué recipiente se evaporará antes el agua?

Observa el modelo de la siguiente imagen.

¿Puedes explicar en qué recipiente se evapora antes el agua? ¿Con qué propiedad del líquido está relacionada la velocidad de evaporación? 23J.- Analiza con atención la información contenida en la presentación PROPIEDADES DE LA NANOESCALA Contesta las siguientes preguntas:

¿Qué propiedades físicas cambian en la nanoescala?¿Qué diferencias hay entre las partículas grandes y las nanopartículas de ZnO?¿Por qué cambia el punto de fusión en la nanoescala?¿Qué fuerzas entre partículas hay que considerar en la nanoescala?¿Qué es el movimiento aleatorio de las partículas?

¿Qué más te gustaría saber sobre las propiedades de la nanoescala? ¿Qué le preguntarías a un experto en la tema?

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Propón tres o cuatro preguntas que pueda contestar uno de tus compañeros de clase con la información que figura en la presentación.

Elige un gráfico y una tabla de la presentación y resume la información que contienen. Piensa que podrías preguntar a uno de tus compañeros para que te respondiera a través de la

información de la gráfica o de la tabla.

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4.- Aplicaciones de la nanotecnología

4.1.- Introducción

24J.- Mira con atención la información contenida en la presentación aplicaciones de la nanotecnología y contesta las siguientes preguntas: ¿Qué son los puntos cuánticos? ¿Qué aplicación podrían tener? ¿Qué efecto tienen las nanopartículas de dióxido de titanio?

25J.- Lectura: uso de la fibra de carbono

Las fibras de carbono comenzaron a utilizarse en la década de 1970 en la carrera espacial. El consumo apenas llegaba a media tonelada y el coste de los materiales era muy alto, alrededor de 225 euros por kg. Con el paso del tiempo, el precio fue reduciéndose progresivamente, y a mediados de los años 80, comenzaron a utilizase las fibras de carbono en equipamientos deportivos. El consumo creció hasta 3 millones de toneladas y el coste era de 35 euros por kg.

En los años 90 se extendió su uso a muchas actividades industriales; el consumo se elevó hasta 10 millones de toneladas y el coste siguió disminuyendo hasta llegar a 9 euros por kg. Con el comienzo del siglo XXI la industria del automóvil incorporó la fibra de carbono en sus diseños; como consecuencia, el consumo ascendió hasta 20 millones de toneladas y el coste bajó hasta 6 euros por kg.

Se prevé que para la segunda década de este siglo, el uso de fibras de carbono en instalaciones eólicas y células de combustible impulsará el consumo hasta 25 millones de toneladas y el coste estará prácticamente en 3 euros por kg.

Construye una tabla con la información del texto:

Año 1970 1980 1990 2000 2010Uso PrecioConsumo

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Representa gráficamente los datos: precio / año y consumo / añoAnaliza las gráficas y propón un par de preguntas que puedan contestarse con dichas gráficas.

26J.- En la tabla puedes ver las propiedades de diversos materiales. ¿Qué ventaja ofrecen los nanotubos de carbono?

Material Resistencia (N/m2) Elasticidad (N/m2) Densidad (g/cc)Madera 0,008 16 0,6Caucho 0,025 0,05 0,9Acero 0,4 208 7,8Diamante 1,2 1140 3,52Seda de araña 1,34 281 1,3Kevlar 2,27 124 1,44Fibra de carbono 2,48 230 2Fibra de vidrio 2,53 87 2,5Nanotubo de carbono 200 1000 2

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4.2.- Nanotecnología y control de la contaminación

27J.- Uso de hierro como catalizador para reducir la contaminación

El tricloroetileno (TCE) es un disolvente orgánico que se utiliza para limpiar objetos metálicos y componente electrónicos. Es una sustancia cancerígena, y cuando se deposita en un lugar determinado permanece en el terreno hasta que se filtra al agua subterránea. Los científicos han comprobado que el hierro metálico es efectivo en la descomposición del TCE presente en el agua para uso humano.

Las nanopartículas de hierro que se usan para eliminar el cloro del TCE tienen unos diámetros medios de 40 nm, por lo que pueden moverse fácilmente por el acuífero. Pueden igualmente llegar hasta las moléculas de TCE que han quedado atrapadas en poros microscópicos de los materiales sólidos del acuífero. También parecen ser capaces de localizar por su cuenta las moléculas de TCE una vez que han sido introducidas en la zona contaminada. Existen diversos mecanismos para eliminar el cloro del TCE. Uno de ellos transforma el TCE en etileno y ácido clorhídrico.

Una de las razones por las que las nanopartículas son más efectivas que el hierro en polvo habitual, es porque presentan un gran incremento en el área superficial. Por ejemplo, el polvo de hierro comercial tiene 0,900 m2/g, mientras que las nanopartículas llegan hasta 33,5 m2/g (Para entender esto, imagina que pones la misma cantidad de mantequilla en una sola tostada o que la repartes en varias –cuanto más fina sea la capa de mantequilla, más tostadas podrás preparar–).

Otra razón es el ahorro económico que se consigue con la utilización de las nanopartículas. Por ejemplo, un proyecto de limpieza con polvo de hierro cuesta alrededor de 20 millones de dólares, mientras que es de alrededor de 5 millones usando nanopartículas. En 2005, el precio de las nanopartículas de hierro era de 20 dólares el kilo. Se estima que 1 kg de nanopartículas puede limpiar entre 20.000 y 60.000 litros de agua. En pruebas de laboratorio, la reducción del nivel de TCE ha llegado hasta el 90%.

Responde las siguientes preguntas: 1.- ¿Cuántos gramos de hierro en polvo comercial serán necesarios para conseguir la superficie de contacto de 1 g de nanopartículas de hierro? 2.- ¿Qué otra ventaja puede tener el uso de nanopartículas frente al polvo de hierro comercial?3.- ¿Cuál es la cantidad mínima de agua que puede limpiarse con 1 g de nanopartículas de hierro? 4.- ¿Por qué crees que no se da un valor exacto de la cantidad de agua que puede limpiarse y se indica un intervalo de 20.000 a 60.000 litros por kg?

En el siguiente gráfico se puede ver la situación de la zona contaminada y cómo se han inyectado las nanopartículas de hierro para reducir la concentración de TCE.

Analiza los datos de la tabla y contesta las siguientes preguntas:

Fecha de medición 1 enero 1 febrero 1 marzoDistancia al punto de inyección (m)

Concentración de TCE (ppb)

Concentración de TCE

Concentración de TCE

0 88.000 11 781,8 76.000 100 1602,4 41.000 420 5803,6 12.000 690 7507,1 6.000 920 925

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Suponiendo que la contaminación se distribuye en círculos concéntricos alrededor del punto A, representa gráficamente la concentración del contaminante en función de la distancia.

Haz una copia del gráfico anterior e indica las zonas contaminadas mediante un código de colores (> 80.000 rojo; 50.000-79.000 naranja; 20.000-49.000 amarillo; 10.000-20.000 azul; <10.000 verde)

Indica la evolución del contaminante en función del tiempo. ¿En qué lugar de la zona contaminada se han inyectado las nanopartículas de hierro? ¿Te parece

una elección lógica? ¿En qué lugar de la zona contaminada ha tenido lugar la mayor reducción de contaminación? ¿Qué porcentaje de reducción se ha observado a 7,1 m del lugar de inyección? ¿Cómo explicas

este resultado comparado con el 90% de reducción observado en las pruebas de laboratorio? ¿Por qué razón se ha observado un aumento en la concentración de TCE en las mediciones de

marzo?

28J.- Nanofiltración

Mira con atención la presentación sobre nanofiltración y contesta las siguientes preguntas: ¿Qué partículas separarías utilizando un microfiltro? ¿Qué tipo de filtro necesitarías para eliminar iones Na+ del agua? ¿Cómo se puede determinar qué método de filtración usar para eliminar los contaminantes en una

muestra de agua? ¿Qué dos beneficios presentan las nanomembranas para la filtración del agua?Describe tres modos en los que las membranas de nanofiltración son distintas a las anteriores generaciones de membranas

29J.- Historia del agua contaminada

En una determinada población, la fuente principal de agua potable es de origen subterráneo, y está localizada junto a una antigua mina de hierro.

Tradicionalmente, el agua se ha bombeado fuera de la mina y ha sido filtrada antes de ser utilizada como agua potable. Cuando la mina estaba en explotación, el sistema funcionaba correctamente, pero desde que cesó la actividad, el agua ha inundado la mina, creando un pozo de agua estacionaria que se filtra hasta el agua subterránea utilizada para el consumo.

Con el paso del tiempo, el agua estacionaria ha reaccionado con los residuos abandonados en la mina y ha contaminado el agua de consumo. Un estudio encargado por las autoridades ha revelado que el agua no es en estos momentos apta para el consumo. Incluso antes de que el agua inundara la mina, ya existían algunas sustancias que excedían los límites de seguridad, pero la situación es mucho más preocupante ahora.

Analiza los datos de la tabla e identifica qué sustancias nocivas están presentes en el agua.

Sustancia Antes de la inundación (mg/L)

Después de la inundación (mg/L)

Valor seguro (mg/L)

Impacto en la salud o en la calidad del agua

Iones calcio 168 296 160 Dureza del aguaIones magnesio 31 185 15 Dureza del aguaIones sodio 50 260 350 DeshidrataciónIones carbonato 367 500 100 Sabor (alcalinidad)Iones sulfato 192 1794 300 Sabor

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Iones cadmio 0.002 0.018 0.005 Daño en el hígadoE. coli 0 24 0 Diarrea, náuseas, dolor de

cabezaAmianto 2 12 7 Riesgo de desarrollar

pólipos intestinalesCabello humano 16 48 3 Desconocidos (sensación

desagradable)

¿Qué sustancias tóxicas había en el agua antes de la inundación? ¿Qué sustancias habría que eliminar o reducir su nivel en el agua para eliminar problemas de

toxicidad o de sabor? ¿Qué tratamiento habría que dar al agua para conseguir dichos objetivos? ¿Qué composición tendrá el agua tras recibir este tratamiento? ¿Qué propuesta de filtración harías para conseguir que el agua filtrada cumpliera los límites de

seguridad de cada sustancia?

30J.- Pelotas de tenis y medioambiente

Nanotenis!Las pelotas de tenis tienen una gran capacidad de rebote, ya que llevan aire a presión en su interior. Las pelotas habituales se cambian durante los partidos –cada 9 juegos–, porque van perdiendo poco a poco el aire.

Se han desarrollado unas nuevas pelotas recubiertas de una nanocapa de caucho, que hace que el aire del interior se pierda mucho más lentamente.

¿Qué significado tiene para ti el termino “nanocapa”? ¿Cómo explicas que dicha nanocapa consiga que la pérdida de aire sea más lenta? ¿Cómo puede beneficiar al medioambiente el uso de pelotas de tenis recubiertas con nanocapas de

caucho?

4.3.- Nanotecnología y energía

31J.- Energía limpia: test inicial

Indica tres problemas de carácter global relacionados con la energía. Escribe un par de frases sobre cada problema.

Enumera las tres fuentes de energía que son, en tu opinión, utilizadas mayoritariamente en este momento.

Explica lo que sabes sobre las células solares. Incluye un pequeño diagrama para completar tu explicación.

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Unidad Didáctica: Nanotecnología

Además de la energía solar, indica al menos otras dos fuentes de energía limpia y alternativa que conozcas, incluyendo una breve descripción de cada una de ellas.

32J.- Los automóviles del futuro: el coche híbrido

Lee el texto que figura a continuación y contesta las preguntas

1.- Una célula solar convierte energía. ¿Qué tipo de energía recibe la célula y qué tipo de energía produce?2.- ¿Qué ventajas ofrecen las células solares nanocristalinas (”de pigmentos sensibles”) comparadas con las tradicionales de silicio?3.- En dos o tres frases, describe en qué consiste un coche híbrido.4.- Completa la siguiente tabla indicando las ventajas y desventajas de las siguientes fuentes de energía:

Producción de energía Ventajas DesventajasPlanta nuclearCentral hidroeléctrica

5.- En dos o tres frases, describe la importancia de la energía solar.

33J.- Analiza la información contenida en la presentación Energía y nanotecnología y completa los siguientes ejercicios: ¿Qué son las fuentes limpias y renovables de energía? ¿Cuáles son las demandas globales actuales y futuras de energía? ¿Cómo funcionan las nuevas células solares desarrolladas con nanotecnología, y en qué se

diferencian de las células solares tradicionales? Elige una gráfica y una tabla de la presentación y prepara dos o tres preguntas que puedan

contestarse con dicha información.

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5.- Nanotecnología y salud

Nanomedicina, ¿acercándonos a la inmortalidad?

INTRODUCCIÓN

Tal como has podido observar hasta ahora en el desarrollo de esta unidad didáctica, la nanotecnología

pone a disposición de las diversas ramas de la ciencia y de la tecnología herramientas basadas en la

escala del nanómetro.

La biotecnología (rama de la biología que utiliza organismos o parte de los mismos para obtener

diversos beneficios) también se nutre de esta tecnología y de su fusión surge la nanobiotecnología.

La nanobiotecnología abarca a su vez diversos campos de actuación (la alimentación, la

contaminación del aire o del agua...) y por motivos obvios hay uno de ellos, la medicina, que comienza

a aprovechar las enormes posibilidades que nos ofrece esta tecnología para mejorar la salud de los

humanos. Este novedoso campo es la nanomedicina, que analizaremos en este apartado de la unidad

didáctica.

Observarás que en el ámbito de la nanomedicina hay numerosas aplicaciones que están en fase de

experimentación y otras tantas o más tan sólo en la mente de los científicos; es decir, hay mucho por

concretar, desarrollar y aplicar. Pero ten en cuenta que todas, por muy fantásticas que puedan parecer,

están basadas en las leyes científicas y que parten de la reflexión de los científicos y no de la mera

imaginación de sus autores.

La nanomedicina puede llegar a curar enfermedades que nos angustian y que causan anualmente

millones de muertos, puede proporcionarnos una esperanza de vida mayor y en buenas condiciones y

si conseguimos que su uso se extienda también a los países en vías de desarrollo habremos conseguido

mejorar la salud de toda la humanidad. Esperamos que lo que viene a continuación sirva para

acercarte a este estimulante mundo.

5.1.- ¿Qué es la Nanomedicina?

La nanomedicina es una rama de nanobiotecnología que investiga y desarrolla nuevos

materiales y tratamientos basados en la nanoescala para prevenir, diagnosticar y curar multitud

de enfermedades. Al ser una disciplina reciente, la mayoría de sus aplicaciones está en fase de

experimentación, pero se prevé que en pocos años muchas de ellas se hagan realidad.

34J.- Lee el artículo que te presentamos en el enlace inferior. En él, Laura Lechuga, investigadora del Grupo de Biosensores del CSIC, explica qué usos esperan obtener de la nanomedicina.

A continuación, realizad en grupo una presentación digital en la que expongáis a los compañeros-as del aula las aplicaciones médicas que habéis aprendido.

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Unidad Didáctica: Nanotecnología

Sería conveniente que aparecieran al menos los tres ámbitos que se mencionan en el artículo (nanodiagnóstico, liberación de fármacos y medicina regenerativa) y que incluyáis imágenes de los conceptos que aparecen en el texto (nanopartículas, nanobiosensores…)

Nanobiotecnología: Avances Diagnósticos y Terapéuticos . Versión íntegra.Nanotecnología: Avances Diagnósticos y Terapéuticos. Versión resumida

Material complementarios: Unidad didáctica sobre nanotecnología del FECYT. Pag. 140-147.Video sobre las aplicaciones de la nanotecnología y la nanomedicina.Tutorial para hacer presentaciones on-line con Google Docs:http://www.slideshare.net/bambooflexible/tutorial-google-docs-para-presentaciones-presentation

A partir de este momento vas a analizar las posibles aportaciones de la nanomedicina al diagnóstico y tratamiento de tres grupos de enfermedades que nos afectan: el cáncer, las enfermedades neurodegenerativas y neurotraumáticas (Alzheimer, Parkinson, lesiones medulares…) y las infecciosas (causadas por virus, bacterias y otros microorganismos). Si la nanomedicina pudiera llegar a controlar estos tres grupos, ¡la esperanza de vida de los humanos aumentaría enormemente!

5.2.- La lucha contra el cáncer.

El cáncer es una de las enfermedades de mayor incidencia en la sociedad (entre 7 y 8 millones de muertos al año en el mundo) y que además crea una gran alarma. La nanomedicina se presenta como una prometedora disciplina para hacerle frente. En este sentido, es sorprendente a la vez que esperanzador el objetivo que se plantea el Instituto Nacional del Cáncer de EEUU: tener bajo control esta enfermedad para el 2015.En este apartado veremos qué puede hacer la nanomedicina al respecto.

35J.- Para comenzar y poder entender el papel de la nanomedicina en la cura de esta enfermedad, describe qué es el cáncer. Puedes obtener una buena explicación en esta animación: http://www.elmundo.es/elmundosalud/documentos/2002/12/cancer.html

36J.- En la actualidad, para tratar esta enfermedad se combinan tres tratamientos: cirugía, radioterapia y quimioterapia. Estos últimos dos suelen producir desagradables efectos secundarios. ¿Cuáles son? ¿Por qué se dan?

Aquí tienes dos artículos explicativos:Radioterapiahttp://www.cun.es/es/areadesalud/enfermedades/cancer/radioterapia/ Quimioterapiahttp://www.cun.es/es/areadesalud/enfermedades/cancer/quimioterapia/

Para realizar las actividades 37J y 38J deberás ver los videos y leer alguno de los textos que se indican en estos enlaces:Instituto Nacional del Cáncer de EEUU. Video en inglés.Instituto Nacional del Cáncer de EEUU. Animaciones en inglés.Nanobiotecnología: avances diagnósticos y terapéuticos. Versión resumida.

37J.- ¿Qué ventajas ofrecerá el uso de la nanomedicina respecto a las terapias anteriores?

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Unidad Didáctica: Nanotecnología

38J.- Además de las ventajas que has observado en la actividad anterior, ¿qué otras ofrece la nanomedicina en lo que respecta al cáncer? ¿Qué nanoherramientas o nanodispositivos utilizará?Responde a esta cuestión completando el siguiente cuadro:

Ámbito de actuación Objetivo que se persigue

1.-

2.- Tratamiento

3.-

4.-

Nanodispositivos que se emplearán en los ámbitos anteriores (algún ejemplo)

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Unidad Didáctica: Nanotecnología

5.3.- Reparando órganos y tejidos: nanomedicina regenerativa

Tal como has podido observar en las lecturas relacionadas con la actividad 34J, la nanomedicina ha abierto un campo de actuación en la regeneración de órganos y tejidos dañados por múltiples causas (lesiones traumáticas, infecciones, alteraciones genéticas). Es la denominada medicina regenerativa.Puesto que es un campo muy amplio, nos centraremos en lo que puede aportar la nanomedicina al tratamiento de dos enfermedades o afecciones del sistema nervioso: las lesiones medulares y el Alzheimer.

Como ya sabes, el sistema nervioso está formado en gran medida por células nerviosas llamadas neuronas. Las neuronas forman parte del encéfalo, de la médula espinal y de los nervios. Cualquier lesión o enfermedad que les afecte tendrá consecuencias más o menos severas.

39J.- Comencemos viendo un sorprendente video sobre la reparación de las neuronas. El nanorobot que aparece en el video es de ficción, pero indica por dónde pueden ir las futuras terapias reparadoras en neurología. http://tinyurl.com/yl92vp2

- Indica ahora algunas enfermedades que podrían ser tratadas con un nanorobot como el del video.

Para realizar las actividades 40J y 41J deberás consultar las siguientes direcciones Web:

Web que describe las lesiones medulareshttp://salud.discapnet.es/Castellano/Salud/Enfermedades/EnfermedadesDiscapacitantes/L/Lesion%20de%20la%20Medula%20Espinal/Paginas/cover%20lesion.aspx

Lesiones medulares y nanomedicinahttp://www.elpais.com.uy/090329/pinter-407599/internacional/las-grandes-curas-se-piensan-en-diminuto

40J.- Las lesiones medulares por traumatismo (un accidente de automóvil o de moto, por ejemplo) pueden causar paraplejia o tetraplejia. Busca información sobre ambas afecciones e indica en qué consisten y cuáles son sus consecuencias.

41J.- Por el momento, la reparación de ambas lesiones es muy difícil. ¿Qué puede ofrecer la nanomedicina?

42J.- Otra de las enfermedades emergentes debido al aumento de la esperanza de vida es el Alzheimer. - ¿En qué consiste esta enfermedad? - ¿A quién afecta fundamentalmente?- ¿cuáles son sus síntomas?- ¿Tiene cura en la actualidad? - ¿Qué puede aportar la nanomedicina al respecto?

Puedes obtener información en estas Web:Qué es el Alzheimerhttp://www.elmundo.es/elmundosalud/especiales/2004/04/alzheimer/

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El Alzheimer y la nanomedicinahttp://blogs.creamoselfuturo.com/nano-tecnologia/2007/04/24/la-nanotecnologia-y-el-alzheimer/

5.4.- Combatiendo a virus y bacterias

Los microorganismos (virus, bacteria, hongos…) son causantes de multitud de enfermedades. Ejemplos conocidos de las mismas son el SIDA, la tuberculosis, la gripe, la malaria o el catarro común. Algunas de ellas son causantes de una gran mortalidad (un millón y medio de personas muertas al año por la tuberculosis, un millón por la malaria) y los científicos se esfuerzan permanentemente en diseñar terapias cada vez más eficaces. La nanomedicina también está trabajando en este campo. Veamos algunas de las estrategias que se están desarrollando.

43J.- Uno de los campos más interesantes en el tratamiento de las enfermedades infecciosas se basa en el uso de nanobiosensores. Estos dispositivos ofrecen la posibilidad de identificar el patógeno con precisión y rapidez a partir de una analítica de sangre u orina, ahorrando tiempo y costes y permitiendo tratamientos más específicos.Obtén información sobre los nanobiosensores en los siguientes enlaces y responde a estas cuestiones: -¿qué es un nanobiosensor? ¿Qué componentes tiene?-¿por qué pueden ser tan precisos identificando microorganismos?- En los artículos se mencionan los nanoarrays o biochips. Indica las ventajas de utilizar estos dispositivos en la detección de infecciones frente a los métodos habituales en la actualidad.- realiza un dibujo explicativo mostrando la interacción entre un nanobiosensor y un virus o bacteria patógena.

Unidad didáctica sobre nanotecnología del Fecyt. Páginas 145-147.Nanotecnología: Avances Diagnósticos y Terapéuticos. Versión resumida

44J.- Otro posibilidad sorprendente en la lucha contra las infecciones la plantea el doctor R.A. Freitas, pionero de la nanomedicina y que ha diseñado con su equipo del Instituto de Fabricación Molecular de California un nanorobot al que ha denominado microbívoro.

Puedes obtener información sobre el microbívoro en estos enlaces:Unidad didáctica sobre nanotecnología del FECYT. Páginas 143-144.Artículo de R. Freitas sobre el microbívoro y otros nanorobots (en inglés)

Investiga este nanodispositivo y realiza un póster (digital o en papel) que contenga los siguientes elementos y apartados:

- una o varias imágenes de microbívoros- una descripción del microbívoro (composición, estructura externa…)- su funcionamiento- sus posibles aplicaciones

¿Crees que el microbívoro de Freitas será sencillo de conseguir o pertenece más bien al mundo de la ficción? Razona tu respuesta.

Tutorial para hacer posters digitales on-line con Glogster:http://www.youtube.com/watch?v=_TSNAuwWzq8

5.5.- ¿Nos acercamos a la inmortalidad?

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Unidad Didáctica: Nanotecnología

Como has podido observar en los apartados anteriores, da la sensación de que la nanomedicina será capaz de buscar tratamientos eficaces para la mayoría, o incluso para todas las enfermedades. Esto puede suponer que los humanos vivan cada vez más años, pues la ciencia (nanomedicina incluida) podrá ofrecer nuevas soluciones a las nuevas enfermedades que vayan surgiendo. ¿Nos acercamos a la inmortalidad?

45J.- Vais a debatir sobre las ventajas y desventajas de vivir muchos más años o incluso de llegar a ser inmortales. Como punto de partida tenéis el artículo “Nanotecnología e inmortalidad” en la dirección que aparece bajo estas líneas. En el se habla de Raymond Kurzweil, un escritor y científico especialista en inteligencia artificial que pronostica un futuro en el que la inmortalidad será posible.

Nanotecnología e inmortalidadBiografía de Raymond Kurzweil

Como puntos de reflexión podéis tener los siguientes u otros que os parezcan de interés: 1.- ¿Será posible mantener sano nuestro organismo indefinidamente?2.- ¿Será capaz nuestro cerebro de aguantar sucesivas reparaciones sin sufrir daños? 3.- ¿Querremos vivir muchísimos años? ¿Querríamos ser inmortales?4.- ¿Qué problemas podrían surgir por un aumento tan considerable de la población en el planeta?5.- ¿Estará esa tecnología disponible para los países menos desarrollados?6.- ¿Podrán atender los sistemas de salud a una población de millones de personas cronológicamente envejecidas que precisan reparaciones sucesivas?7.- ¿Hasta cuándo tendremos hijos?

Tras el debate, resumid en un documento las ventajas y desventajas que hayan surgido.

5.6.- El futuro en tu mente.

Es el momento de que demuestres lo que has aprendido sobre nanomedicina usando tu propia creatividad. Para ello te proponemos dos actividades posibles, el diseño de un nanodispositivo que permita tratar una enfermedad (trabajo en grupo) o un relato breve de ficción (tarea individual).En cualquiera de los casos, sé coherente con lo que sabes de ciencia (no incumplas leyes fundamentales) pero sé creativo, incluso fantasioso, ¡estás describiendo el futuro!

46J.- Diseño de un nanodispositivo para tratar una enfermedad.- Elegid en el grupo una enfermedad que os interese. Informaros sobre sus características

(causas, síntomas, efectos en el organismo, mecanismo de actuación, tratamiento en la actualidad…). Estas características os permitirán decidir los siguientes apartados del diseño.

- Decidid qué aspecto queréis desarrollar (diagnóstico, prevención, tratamiento).- Diseñad el nanodispositivo: dibujo, componentes, estructuras visibles…- Explicad en una presentación digital el nanodispositivo diseñado y la forma que tiene de

combatir la enfermedad elegida.(Una secuencia de diapositivas posible sería esta: presentación de la enfermedad, tratamiento actual de la misma, presentación de vuestro nanodispositivo como herramienta científica novedosa, explicación de su funcionamiento, resultados conseguidos en el tratamiento de la enfermedad).

47J.- Relato breve de ficción.- Elige una enfermedad que te interese y estudia sus características (causas, síntomas, efectos

en el organismo, mecanismo de actuación, tratamiento en la actualidad…).- Escribe un relato de ficción de unas10-20 líneas describiendo la curación o el control de la

enfermedad elegida basándote en lo que has aprendido sobre nanomedicina. Por si te sirve de ayuda, aquí tienes un ejemplo:

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Unidad Didáctica: Nanotecnología

Ejemplo: Un spray nada común

Cuando sonó el despertador a las 7:30, Aitziber sabía que tenía dos motivos para festejar ese día. El primero, que cumplía 17 años, y el segundo, que a partir de ese momento no volvería a ponerse las malditas inyecciones de insulina para controlar su diabetes. A las 8 horas en punto inhaló por la boca un spray que contenía una mezcla de nanocápsulas y nanosensores. Respondiendo a las órdenes del ordenador central del REMUNADI (Red Mundial de Nanofármacos a Distancia) y rebotadas por el satélite Nanosat, las nanocápsulas se pusieron en marcha por sus arterias, liberando la insulina que contenían. A la par, miles de nanosensores medían los niveles de azúcar en su sangre, emitiendo informes periódicos al ordenador, y que servirían para activar o inactivar las nanocápsulas según su analítica. Se acabaron los molestos bajones de azúcar. Adiós al control sobre lo que debía y no debía comer. En caso de riesgo, los nanosensores advertirían del peligro y el ordenador central emitiría su señal a las nanocápsulas para que actuaran. 24 horas al día. No importa donde estuviera, en París o en el Himalaya. Pasado un mes, el ordenador central emitiría una orden para que todos los nanodispositivos fluyeran hasta los riñones para integrarse en la orina y ser eliminados. Una alerta en su teléfono móvil le comunicaría el momento preciso en el que debía volver a inhalar ese spray nada común.

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Unidad Didáctica: Nanotecnología

6.- Consideraciones éticas sobre la nanotecnología

48J.- Nanopartículas y cremas de protección solar.

Hay muchas cremas que utilizan nanopartículas. Dichas cremas son muy adecuadas para absorber la radiación, fundamentalmente la radiación ultravioleta. Dado el tamaño de las partículas, la crema se extiende más fácilmente, y permite ahorrar dinero ya que se gasta menos cantidad de crema. Las cremas solares habituales son de color blanco, y las nanocremas, en cambio, son incoloras. Han tenido mucho éxito y las nanopartículas se utilizan hoy en día en más de 300 cremas solares. Las cremas solares contienen óxido de titanio y dicha sustancia es segura para la piel. Por dicha razón, las compañías farmacéuticas han supuesto que las nanopartículas de óxido de titanio también son seguras y no han llevado a cabo pruebas adicionales en el laboratorio.

Se cree que las nanopartículas penetrarán más fácilmente a través de la piel y se moverán con menos obstáculos en el interior del cuerpo humano. Algunos científicos sostienen que las nanopartículas pueden resultar tóxicas para determinadas células, sobre todo para las células de la piel, los huesos, el cerebro y el hígado.

Según el texto, las nanopartículas de óxido de titanio penetran más fácilmente a través de la piel y se mueven con menos obstáculos que las partículas de tamaño habitual. ¿Por qué sucede esto?

Explica por qué sería necesaria más investigación sobre el efecto de las nanopartículas en las cremas solares.

En tu opinión, ¿por qué no quieren realizar más pruebas de laboratorio algunas empresas farmacéuticas?

49J.- El principio de precaución: ¿son seguros los teléfonos portátiles?

Con la evidencia científica de la que disponemos en estos momentos, no parece que las radiaciones de microondas de los teléfonos portátiles causen problemas de salud. Sin embargo, tal vez es demasiado pronto para confirmar lo anterior con seguridad. A veces sucede que deben pasar largos períodos de tiempo hasta que aparezcan ciertos problemas de salud.

Algunas personas pueden correr mayor riesgo por cuestiones genéticas. Los niños pueden ser más vulnerables ya que todavía no han desarrollado el sistema nervioso y pueden absorber mucha más energía de las microondas ya que van a estar expuestos durante más tiempo. Hasta no tener una información más completa, parece sensato reducir el tiempo de exposición a la radiación. Basta con hacer menos llamadas y de más corta duración para lograr dicho objetivo.

De acuerdo al principio de precaución, habría que aconsejar que los menores de 16 años no utilizaran con frecuencia el teléfono portátil. Además, habría que controlar con severidad que los menores de 8 años no utilicen nunca el teléfono portátil.

En ocasiones, pasa mucho tiempo hasta que se manifiesten los efectos negativos en la salud. Por ejemplo, una persona puede pasar mucho tiempo expuesta al sol sin ningún tipo de protección y sin embargo pasan muchos años hasta que desarrolle –si es que lo desarrolla, por supuesto– un cáncer de piel. Hoy en día, nadie sabe si los teléfonos portátiles pueden tener efectos negativos a largo plazo.

Podemos enunciar del siguiente modo el principio de precaución: “si el coste de una actividad puede ser mayor que su beneficio, lo sensato es reducir o abandonar dicha actividad”. Dicho simplemente: “más vale prevenir que curar”.

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Unidad Didáctica: Nanotecnología

Cuestiones: 1.- Una persona ha manifestado lo siguiente: “No pienso probar alimentos transgénicos hasta que no esté completamente probado que son seguros para la salud”. Después, ha dicho esto: “Seguiré usando el teléfono móvil hasta que no se demuestre que es perjudicial para la salud”. Analiza estas manifestaciones. ¿Estás de acuerdo con ellas? ¿Te parecen coherentes? ¿Aplican correctamente el principio de precacución?

2.- Es tu decisión utilizar o no utilizar el teléfono móvil. En cambio, la mayor parte de las ocasiones no puedes decidir si quieres vivir cerca o lejos de una antena de telefonía móvil. En tu opinión, ¿qué riesgo tienen dichas antenas? ¿Cumplen alguna legislación? ¿Son seguras? En muchas ocasiones aparecen noticias sobre los efectos negativos de dichas antenas. Busca información sobre dicho tema y analízala: fuente de la noticia, datos que ofrecen, evidencia científica, etc.¿De qué modo se refleja en la noticia el principio de precaución?

3.- ¿Cómo organizarías una investigación para saber si los móviles son o no son seguros? ¿Qué factores y qué consecuencias analizarías? Para comparar los usuarios de teléfono con los no usuarios, ¿clasificarías de algún modo los usuarios de móvil? ¿Cómo? ¿Por qué? ¿Crees que sería un factor a tener en cuenta el tiempo de uso del móvil?

4.- Han instalado una antena de telefonía móvil cerca de tu casa. Tu barrio es una zona muy poblada y la gente está preocupada porque no sabe si la antena es segura o no. Como portavoz de la asociación de vecinos, escribe una carta al concejal de salud y medio ambiente de tu ayuntamiento pidiéndole que de al vecindario la información más extensa y clara posible.

50J.- La ciencia al rescate de la civilización

Una revista de divulgación científica ha publicado el siguiente artículo:

Una alternativa para disminuir la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera es diseminar nanopartículas de hierro en los océanos. Esto ayudaría el crecimiento del plancton marino y haría que aumentara la capacidad de los océanos para absorber dióxido de carbono y eliminarlo de la atmósfera.

Cuestiones: 1.- En tu opinión, ¿es necesario tomar medidas para disminuir la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera? ¿Por qué?

2.- ¿Crees que la gente tendría que tener en cuenta soluciones del tipo de las propuestas por la revista de divulgación científica y pedir a los gobiernos que las pusieran en marcha? ¿Por qué?

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Unidad Didáctica: Nanotecnología

7.- Actividad final

51J.- Recapitulación de ideas

¿QUÉ HE APRENDIDO SOBRE NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGÍA?

52J.- Propuesta para la elaboración del trabajo

Elige un tema para hacer el trabajo final de esta unidad didáctica. Puedes basarte en los temas que se han tratado en la unidad didáctica (contaminación, salud, energía, etc.) Sigue el protocolo que se indica a continuación para realizar de un modo sistemático el trabajo: ¿Qué usos tiene el producto elegido? ¿Qué propiedades físicas y químicas tiene? ¿Cómo difieren las propiedades de la nano-muestra y la macro-muestra del producto? ¿Por qué

suceden dichas diferencias? ¿Qué importancia crees que tendrá dicho objeto en el futuro? Busca información en Internet y da la referencia de todos los textos e imágenes.Como sugerencia puedes hacer una presentación con hipervínculos (vídeos, gráficos, tablas, etc.)

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