Taller Nro 2; Nanotecnologa; Ing. en Control.Jim Pool Moreno Latorre.Cd.: 20132383066Brayan Eduardo Camacho PachecoCd.: 20132383039

Introduccin a la nanotecnologa y nanomateriales basados en carbono 1. Cul fue el mayor aporte de Richard Feynman al desarrollo de la nanotecnologa? Expuso una propuesta radical para que fueran explotados hasta las ltimas consecuencias los procesos de miniaturizacin que por aquel entonces se comenzaban a usar en laboratorios avanzados que tenan identificadas oportunidades de mercado en electrnica y otras aplicaciones. Planteaba que el proceso se poda continuar hasta prcticamente el lmite atmico, algo que tericamente no tena impedimentos; y si nada lo prohiba, ninguna ley lo imposibilitaba, sin dudas, se poda hacer.Feynman albergaba la secreta esperanza de que al explorar aquellas dimensiones diminutas de la materia (nanmetros) aparecieran nuevas leyes y para sondearlas fuera preciso inventar nuevas herramientas experimentales.En un sistema biolgico las clulas, aunque muy pequeas, son muy activas, fabrican diversas sustancias, se mueven y hacen cosas maravillosas, todo en una escala muy pequea deca. Y aunque para l las clulas eran unas cajas negras que escondan importantes secretos, gracias a la nanotecnologa hoy sabemos que ellas determinanel mecanismo de trabajo de las protenas.

2. Por qu la nanotecnologa es una de las reas ms prometedoras de la ciencia y la tecnologa moderna con un gran impacto econmico y social? En los ltimos 40 aos la tecnologa y la ciencia rompieron su relacin con el humanismo y como consecuencia de ese acto, el buen sentido de discernimiento se perdi. En ese momento hubo tambin una separacin entre lo que se estudiaba en los colegios y lo que las universidades ofrecan en sus planes de estudios. Como consecuencia de todo este proceso, se perdi de vista la direccin que el mundo fue tomando en las ltimas dcadas, donde la ciencia y la tecnologa fueron exigiendo con el pasar de los aos, una interaccin en todos los niveles: educacional, cientfico, poltico y econmico, para obtener un papel fundamental en cualquier modelo de desarrollo. Lo que se est formando son seres humanos, y se corre el riesgo de que mucha tecnologa tienda a deshumanizar al hombre, es sumamente importante establecer de manera muy precisa los lmites entre la interaccin tecnolgica, cientfica y el humanismo.La nanotecnologa, promete ser la revolucin de las revoluciones tecnolgicas o mejor, la tercera revolucin industrial. Se perfila como un conjunto de revoluciones tecnolgicas multidisciplinarias que permitir a la sociedad maximizar la eficiencia en los procesos productivos y sociales. La nanotecnologa se define como el campo de las ciencias aplicadas dedicado al control y manipulacin de la materia a una escala menor que un micrmetro, es decir, a nivel de tomos y molculas. Para tener una idea de lo que estamos hablando, la medidananoequivale a 70 mil veces menos que la espesura de un cabello.La nanotecnologa alterar radicalmente varios aspectos de nuestras costumbres, no solamente de cmo vivimos y lo que consumimos, sino tambin la forma en que realizamos nuestros trabajos en cualquier rea socio-econmica. Ser fundamental, con los muchos cambios que trae la nanotecnologa, pensar en lo que ser prioritario para un desarrollo armnico, en referencia a los avances tecnolgicos y sociales, para transformarlos en calidad de vida para todos, reuniendo el espacio que separ a la tecnologa del humanismo.Las economas de las principales potencias mundiales, ya estn comenzando a ser dominadas por la nanotecnologa. Los pases emergentes, recin se estn organizando estructuralmente para permitir el desarrollo. Se calcula que en pocos aos sta mover trillones de dlares en el mundo y hay que resaltar que toda esta evolucin, ha ampliado la brecha an ms entre los pases del primer mundo y aquellos emergentes.Para que se haga presente en todos los contextos nacionales dentro de los prximos diez aos y para que la nanotecnologa est implantada de una forma segura y definitiva, a pesar de lo que muchos escpticos opinan de una forma egosta seguramente por intereses propios, debemos pensar en la necesidad de los principales cambios. Estos cambios en los pases emergentes, pueden ocurrir por dos vas: por la va acadmica o por la va industrial.La nueva ciencia desarrollada con nanotecnologa tiene que tener rigurosos estudios de cmo sern las normas tcnicas y jurdicas a ser empleadas, desde su desarrollo, fabricacin, agregado a los productos convencionales,nanoproductos y defensa de los consumidores. Esto tiene que ser considerado con muchsima seriedad, por las posibles prcticas ilcitas que puedan emplearse en contra de la salud y de la seguridad nacional. Por este y otros motivos, deben existir leyes claras y rigurosas contra personas inescrupulosas que puedan utilizar la nanociencia para hacer daos irreparables a la salud de las personas. Ser la nica forma que se podr mantener y controlar el ritmo de los nuevos desafos que la nanotecnologa est trayendo.3. Cul es hasta ahora la mayor dificultad que se presenta en el desarrollo de la computacin cuntica? El hecho de que el mundo cuntico no es observable, impide una comprensin completa de si lo cual dificulta el hecho de utilizar este tipo de tecnologa para el manejo de informacin.

El obstculo principal para la construccin de una computadora cuntica es la fragilidad de los estados superpuestos de los qubits con el mundo exterior debe disminuirse al nivel ms bajo posible para evitar la decoherencia de los estados superpuestos. Las influencias no controlables destruiran por completo la delicada superposicin y el enredamiento de los qubits, propiedades que son la base de todos los algoritmos computacionales cunticos. Aislar unos cuantos qubits de influencias incontrolables es relativamente fcil y ya se han hecho algunos experimentos. Pero cuanto ms grande es un sistema cuntico (cuantos ms elementos contiene, o en este caso, ms qubits), ms probable es que alguno de ellos interacte con el exterior, y eso basta para producir la decoherencia de todo el sistema.Claro que el problema de aparicin de errores por influencias externas tambin existe en las computadoras clsicas. Por ejemplo, si guardamos un bit de informacin en el disco duro de una computadora clsica, con el tiempo este bit puede invertirse. Una manera de prevenir este error es guardar copias de cada bit. Despus se compara peridicamente el valor de este bit con el de las copias, y si uno de ellos no coincide con los otros, se invierte.Desgraciadamente este mtodo no sirve en una computadora cuntica. Para determinar en qu estado se encuentra un qubit hay que interactuar con l, lo que destruye su estado y afecta el resultado del clculo. Aunque ya existe un progreso importante en el desarrollo de mtodos cunticos no-destructivos de correccin de errores, todava falta mucho para la construccin de una computadora cuntica suficientemente grande.Por el momento no est claro todava si podremos sortear estos obstculos y construir una computadora cuntica con un gran nmero de qubits. Vale la pena la lucha para construirla? Si dejamos aparte el problema de la criptografa, cuya importancia es temporal, el nico motivo fundamental que queda para construir computadoras cunticas es el estudio de los problemas del mundo cuntico. Sin embargo, el propio mundo cuntico nos impone un reto: habr una ley de la naturaleza que no permita que existan objetos cunticos suficientemente grandes? Es probable que la respuesta sea afirmativa.Independientemente del resultado de estas investigaciones, esperamos que estos estudios nos proporcionen una mejor interpretacin de la naturaleza. Adems, slo se puede averiguar ms intentando.

4. Cules son las propiedades fsicas que presentan los nanomateriales basados en carbono? Sistemas uni-dimensionales Semiconductores o metlicos dependiendo de la estructura estructura Buenos conductores Densidad baja (menor que la del aluminio ) Propiedades mecnicas y elsticas muy favorables Buena estabilidad trmica y conduccin trmica En general, ante pequeos esfuerzos los nanotubos pueden funcionar como resortes extremadamente firmes o pueden deformarse drsticamente y volver posteriormente a su forma original frente a cargas mayores. En general es comn aceptar que los nanotubos son 100 veces ms resistentes que el acero, y 6 veces ms ligeros. Son enormemente estables trmicamente, tanto para valores en el vaco como para mediciones en el aire, estas mediciones estn referenciadas a valores estndar utilizados para la medicin de materiales de cualquier tipo. Adems, las propiedades de los nanotubos pueden modificarse atrapando metales o inclusive gases en su interior.5. Con base en el artculo Nanotecnologa para Colombia, enumere los aportes que se han hecho en el pas al desarrollo de la nanotecnologa. Ao 2000; El observatorio Colombiano de Ciencia y Tecnologa (OCyT), comenz a utilizar el indicador ACTI para medir la innovacin a travs de la cuantificacin de actividades de ciencia, tecnologa e innovacin.

Ao 2004, Colciencias selecciono ocho reas estratgicas para el desarrollo de la productividad de la economa colombiana.

Ao 2005, Se gener el Consejo Nacional de Nanociencias y Nanotecnologa, promoviendo en distintas disciplinas la nanotecnologa; se gener el documento "Colombia 2019", en el cual la N&N se consider un rea estratgica para el desarrollo del pas.

Ao 2006, se genera el documento "Conpes-3439" que trata sobre los principios y productividad y competitividad a nivel nacional; Simposio Nacional de Tecnologa (SNN); la iniciativa NanoCiTec fue tambin se estableci como grupo de investigacin de la nanotecnologa entre diferentes organizaciones.

Ao 2007; "Colombia Nanoforum" estableci diferentes retos cientficos y de investigacin para el pas.

Ao 2008; El plan de las TICs muestra relevancia a la biotecnologa y la nanotecnologa.

Ao 2009; se genera la ley 1286, la cual transforma a COLCIENCIAS en departamento administrativo.

Ao 2010; Seminario internacional de Nanociencias; Acuerdos de cooperacin entre COLCIENCIAS, el Ministerio de educacin y la Universidad de Purue de EEUU, para dar soporte a programas de investigacin sobre nanotecnologa en Colombia.

Ao 2011; Iniciativa para un primer Centro Nacional de Nanotecnologa en Energa (CNNe).

Ao 2012; Aprobado el primer programa de pregrado en Ingeniera en Nanotecnologa, en la UPB.

Ao 2013; Primer Workshop de Nanotecnologa para la energa y la medicina en marzo de 2013; Se cre la revista Iberoamericana de Divulgacin de la N&N; La sociedad Antioquea de Ingenieros y Arquitectos (SAI), lidera un captulo sobre nanotecnologa.6. El artculo Nanotecnologa para Colombia, presenta la nanotecnologa como un eje que puede contribuir al desarrollo social y econmico del pas. Cules cree que son los principales obstculos para la inclusin de la nanotecnologa en los planes de desarrollo? La competitividad del pas pasa por la visin regional y por lo tanto, conocer la evolucin de los niveles de desarrollo de los departamentos, as como sus niveles de inversin en ACTI, es clave para resolver muchos de los problemas que le impiden al pas ser competitivo como un todo. Una de las principales razones es el precio de la mayora de estos productos, los cuales al ser importados, atan su costo al precio de la energa necesaria para su extraccin, procesamiento y transporte. En tal sentido, es factible trabajar en la direccin de expandir el beneficio y uso, va nanotecnologa, de minerales nacionales, como insumos para produccin de agroqumicos, de inters en la fertilizacin de los cultivos, as como para mejorar la productividad y eficiencia econmica de la actividad agropecuaria en Colombia. La PNIN debera orientar la generacin de alianzas pblico-privadas, en la medida que participen compaas de la regin y del pas, as como IES, con diferentes niveles de corresponsabilidad y con nfasis en la innovacin. Simultneamente, dicha plataforma debera apoyar la insercin de Colombia en el escenario internacional de la nanotecnologa, al sealar mecanismos de beneficio de las dinmicas de cooperacin, inversin, turismo cientfico y formacin de alto nivel, contribuyendo a su competitividad y desarrollo.