La evolución de la nanotecnología

La nanotecnología ha existido como una rama de la ciencia reconocida por solamente cerca de cincuenta años, por lo que es un bebé en comparación con la física o la biología. Si te acuerdas de la ciencia de la escuela secundaria, usted sabe algo acerca de los átomos, de modo que puede ser nuestro punto de partida para explicar la evolución de la nanotecnología.

La palabra átomo viene de la palabra griega que significa indivisible, atomos. La bomba atómica demostró que los átomos de hecho se pueden dividir, pero allá por el año 450 aC estaban felizmente ignorante de tales posibilidades.

En 1803 John Dalton descubrió que elementos como el agua son en realidad colecciones de átomos. Estas colecciones, llamadas moléculas, tienen características diferentes de los átomos separados (pensar en dos átomos de hidrógeno se combinan con un átomo de oxígeno y el resultado húmedo de H₂O).

Hoy reconocemos que algunos de la teoría original de Dalton del átomo no se sostiene. Sin embargo, los conceptos más importantes, que las reacciones químicas implican la unión y separación de los átomos y que los átomos tienen propiedades únicas, son la base de la ciencia física de hoy.

La idea de que los átomos se combinan para formar moléculas como el agua es fundamental para la química, la biología y la nanotecnología. La obra de Dalton y muchos otros científicos ha permitido que los químicos para desarrollar materiales útiles, como los plásticos, así como materiales destructivos, tales como explosivos.

Todos los materiales a granel se componen de átomos, por lo que era necesario entender primero los átomos para aprender a hacer nuevos materiales. Los científicos podrían sacar conclusiones acerca de los átomos en base a las propiedades de los materiales que producen, a pesar de que ellos no podían ver el interior de un átomo.

Un punto importante a destacar es que nadie ha visto jamás a la estructura de un átomo. Incluso los microscopios más sofisticados de hoy en día no revelan los detalles de los átomos, sólo imágenes borrosas de diminutas esferas. Toda la información sobre la estructura de los átomos se basa en la evidencia empírica.

Los científicos determinaron que cada tipo de átomo absorbe diferentes frecuencias de luz y luego usa esas diferencias para hacer un modelo de la estructura de los electrones alrededor del núcleo de cada átomo. Otros científicos bombardearon átomos con muy pequeñas partículas de alta energía y analizan qué tipo de partículas resultado de colisiones con el núcleo atómico que adivinar lo que había dentro del núcleo de cada tipo de átomo.

Entonces los científicos hicieron los cálculos y desarrollaron un modelo de cada átomo para que coincida con sus resultados. La forma en que describimos átomos a nuestros estudiantes de secundaria de hoy continúa evolucionando a medida que los físicos exploran átomos con partículas de energía cada vez más altos para proporcionar más detalles acerca de los componentes del núcleo atómico.

Entonces, ¿cómo toda esta información acerca de los átomos se relacionan con la nanotecnología? Nanopartículas (partículas cuyo diámetro, anchura o longitud está entre 1 nanómetro y 100 nanómetros) son más grandes que los átomos y, como los átomos, están a nuestro alrededor todos los días. Se les da apagado por llamas de las velas, los fuegos de madera, motores diesel, impresoras láser, aspiradoras, y muchas otras fuentes.

Los científicos trabajaron con nanopartículas durante siglos antes de que estas partículas tenían un nombre. Pero a diferencia de los átomos - y esto es una gran diferencia - que ahora podemos ver la estructura de las nanopartículas. Este avance se produjo hace unas décadas con la llegada de los microscopios electrónicos.

Con nuestra comprensión de la teoría atómica y la capacidad de ver las cosas en la nanoescala, ahora tenemos el conocimiento en el lugar que nos permite manipular la materia en formas nunca antes posibles.