Nanotecnología y sus aplicaciones en Rice

1. Nanotecnología y sus aplicaciones en Rice Erin Beisner, Erica Hughley, Diana Lee, JD Leonard, Joey Mello Span 314

2. ¿Que es la nanotecnología? 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 • La fabricación de materiales en una escala atómica • Cualquier nano-estructura necesita ser artificial • Propiedades particulares porque está en escala nanométrica • Propiedad catalítica • Punto de fusión • Propiedad magnética • Propiedad óptica

3. Datos 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 Una imagen del C60 fulereno. http://www.nanotech-now.com/images/buckyball2-large.gif

4. El propósito y los métodos https://publicaffairs.llnl.gov/news/news_releases/2006/images/membrane409x299s.jpg La meta: Identificar y usar los cambios químicos y físicos que ocurren en la nanoescala para construir estructuras muy miniaturizadas y desarrollar nuevas tecnologías. Métodos 1.) Enfoque hacia abajo 2.) Enfoque hacia arriba

5. Los nanotubos de carbono http://www2.cnrs.fr/sites/en/image/nanotube_hd.jpg

6. Unadescripción • Son una alotropía cilíndrica del carbono • Sus diámetros son del orden del nanómetro • La longitud puede ser hasta 28 millones veces más larga que el diámetro http://spie.org/Images/Graphics/Newsroom/Imported/0806/0806_fig1.jpg

7. Sus propiedades • Tienen una alta resistencia a la tracción • Son muchos más fuertes que el acero • Hay casi cero fricción en las paredes internas • Son conductos excelentes de la electricidad y del calor • Unos científicos temen que causen el cáncer

8. La fabricación por la “ablación láser” • Una tecnología desarrollada en Rice • Un láser vaporiza el carbono de un bloque de grafito que está en una cámara llena de un gas inerte y calentado • Cuando el vapor se condensa en una superficie fría, forma los nanotubos • Se puede ordenarlos por el diámetro http://www.ehu.es/SGIker/es/analisis/alava/imagenes/foto_ICP-MS.JPG

9. Los cepillos de contacto • Diámetro de 30mm • Millones de nanotubos forman un cubo minúsculo • Flexibilidad fenomenal permite contacto casi perfecto entre un brazo estacionario y las partes móviles • Reduce la resistencia a una décima parte de la de un cepillo de cobre http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=12257

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

11. ¿Qué es el metamaterial? Obtiene sus propiedades de su estructura Efectos físicos dramáticos debido a su interacción con la luz http://www.grc.nasa.gov/WWW/RT/2003/images/5620wilson-f4.jpg

12. El metamaterial en Rice Naomi Halas y Nikolay Mirin Un proceso de 3 pasos Su metamaterial captura la luz que viene de cualquiera dirección y la emite en una dirección El resultado: un material transparente http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=12272

13. Las “nano-tazas” Las primeras nanoantenas 3D Dirigen la luz por los plasmones http://www-ipcms.u-strasbg.fr/IMG/gif_plasmon.gif http://isiria.files.wordpress.com/2009/03/gwh-nanocups.jpg

14. ¿Por qué es tan emocionante? Antes de Mirin, nadie podía mantener las “nano-tazas” individuales en la misma orientación Muchas aplicaciones posibles …

15. Las posibilidades del futuro… La energía solar termoeléctrica Capas invisibles Súperlentes http://static.howstuffworks.com/gif/thin-film-solar-cells-4.jpg http://cns.utexas.edu/communications/Image/2006/09/lensdiagram.jpg http://blatantbibliophiles.files.wordpress.com/2008/08/harry-potter-invisibility-cloak1.jpg

16. Los nanocars http://www.jmtour.com/images/Nanocars/Fig2b300dpi.jpg

17. Los nanocars en Rice El primer fue descubierto en Rice en 2005 por el grupo del profesor James Tour http://www.jmtour.com/images/TourPhotos/TourinLab004.jpg http://www.jmtour.com/images/TourPhotos/JimTour06001.jpg

18. ¿Qué es un nanocar? • Una estructura molecular • Compuesto de • un chasis y un sistema de eje • cuatro moléculas de Buckminsterfulereno • enlaces covalentes entre las moléculas http://www.jmtour.com/images/Nanocars/NanocarwithshadowandNOtriangle.bmp http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Fullerene-C60.png

19. ¿Cómo se mueven los nanocars? Las moléculas se unen a una superficie de oro No tienen un motor Se mueven delante y atrás en una superficie calentada a una temperatura elevada http://www.jmtour.com/images/Nanocar/NanoCarNOtriangle600dpi.jpg

20. El futuro de los nanocars • Más movimiento deliberado a nivel molecular No hay aplicaciones inmediatas Un motor molecular Una hélice molecular http://www.mererhetoric.com/images/ownpower.jpg http://www.daviddarling.info/images/nano-propeller.jpg

21. La nanotecnología y la posibilidad de curar los tumores www.chem.utoronto.ca/staff/DHIRANI/stm-np.jpg

22. Los investigadores principales http://www.rfnanocancer.com/bios.php http://blog.kir.com/archives/richard%20smalley.jpg www.rice.edu1 Steven Curley, M.D. Dr. Paul Cherukuri Profesor adjunto de química Ph.D. Química (2007) Rice University Dr. Richard Smalley Nobel Laureate Profesor de química Rice University 1976-2005

23. ¿Cómo funciona? www.discovermagazine.com El inventor: John Kanzius La invención: La máquina Kanzius ¿Qué hace?: Las ondas de radio calientan partículas metálicas La aplicación biológica: La temperatura alta mata a las células que incorporan las partículas metálicas http://www.rfnanocancer.com/

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

25. El proceso de combatir los tumores • 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 cancerosas • Use la maquina Kanzius para calentar las nanopartículas • Las células cancerosas se mueren http://tbn3.google.com/images?q=tbn:UP_fxmIQfl-SdM:http://repairstemcell.files.wordpress.com/2009/02/red-blood-cells1.jpg http://thefootblog.files.wordpress.com/2006/11/bloodinj.jpg • www.sciencedaily.com • http://www.rfnanocancer.com/ http://www.gatech.edu/upload/pr/tir83045.jpg

26. El estado de los estudios y otras aplicaciones • 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://farm1.static.flickr.com/152/379419404_c64aabbb6e.jpg http://kanziuscancerresearch.com/drstevencurleywinter20082009update-p-151.html

27. Conclusión http://www.sfgate.com/c/pictures/2005/07/11/bu_solarcell8865.jpg http://www.popcitymedia.com/galleries/Default/Features/Issue%2060/Nanotechnology/nanolambda_chip_450.jpg http://nanomedicinetoday.files.wordpress.com/2009/03/two-a1.jpg • La nanotecnología tiene grandes implicaciones por los avances en la medicina, la informática, y más campos • Muchos riesgos desconocidos • Medio ambiente • La salud de personas • La salud de los animales usados en los experimentos

28. 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 with Potential” • http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=12297&SnID=509883255 • http://cnx.org/content/m14511 • http://python.rice.edu/~kolomeisky/nanocar.htm • http://en.wikipedia.org/wiki/Nanocar • http://es.wikipedia.org/wiki/Fulereno • http://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=740543782 • “Nanocups Brim with Potential” • http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=12297&SnID=509883255 • Wikipedia: Nanoantenna • http://en.wikipedia.org/wiki/Nanoantenna • Nanotechnology Now • http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=32462 • Imagenes • http://www.grc.nasa.gov/WWW/RT/2003/images/5620wilson-f4.jpg • http://www.media.rice.edu/images/media/2009RiceNews/0313_NANOCUPS.jpg • http://www-ipcms.u-strasbg.fr/IMG/gif_plasmon.gif • http://www.nanovida.com/images/nano-cups.jpg