Historia de la nanotecnología

Como ocurre con muchas otras disciplinas, las aplicaciones de la nanotecnología (por ejemplo, en la fabricación de acero y la creación de pinturas) se utilizaban siglos antes de que el campo se definiera formalmente. Los primeros contribuyentes a este campo incluyen a James Clark Maxwell (físico y matemático escocés, 1831-1879) y Richard Adolf Zsigmondy (químico austriaco-alemán, 1865-1929). Zsigmondy estudió coloides (mezclas químicas en las que una sustancia se dispersa uniformemente en otra) y analizó soles de oro y otros nanomateriales. Otros contribuyentes importantes en la primera mitad del siglo XX incluyen a Irvin Langmuir (químico y físico estadounidense, 1881-1957) y Katherine B. Blodgett (física estadounidense, 1898-1910), la primera mujer en obtener su doctorado. Estudia Física en la Universidad de Cambridge.

Se considera que la primera discusión sistemática sobre nanotecnología fue un discurso pronunciado por Richard Feynman (físico estadounidense, 1918-1988) en 1959. Se tituló: “Hay mucho espacio en el fondo”. En este discurso Feynman discutió la importancia “de manipular y controlar las cosas a pequeña escala” y cómo podrían “contarnos muchas cosas de gran interés sobre los extraños fenómenos que ocurren en situaciones complejas”. Describió cómo los fenómenos físicos cambian su manifestación dependiendo de la escala y planteó dos desafíos: la creación de un nanomotor, y la reducción de las letras al tamaño que permitiría al conjunto Enciclopedia Británica para caber en la cabeza de un alfiler.

El término "nanotecnología" fue utilizado por primera vez por el científico japonés Norio Taniguchi (1912-1999) en un artículo de 1974 sobre tecnología de producción que crea objetos y características del orden de un nanómetro. Al ingeniero estadounidense K. Eric Drexler (n. 1955) se le atribuye el desarrollo de la nanotecnología molecular, que condujo a la fabricación de maquinaria con nanosistemas.

la invención de microscopio de efecto túnel en la década de 1980 por científicos de IBM Zurich y luego el microscopio de fuerza atómica permitió a los científicos ver materiales a un nivel atómico sin precedentes. La disponibilidad de computadoras cada vez más potentes en esta época permitió simulaciones a gran escala de sistemas materiales utilizando supercomputadoras. Estos estudios proporcionaron información sobre las estructuras de los materiales a nanoescala y sus propiedades. Las actividades complementarias de modelado y simulación, visualización y caracterización a escala atómica y actividades de síntesis experimental impulsaron las actividades de investigación a nanoescala en la década de 1980.

A finales de los años 1990 y principios de los años 2000, casi todas las naciones industrializadas crearon iniciativas nanotecnológicas, lo que llevó a una proliferación mundial de actividades nanotecnológicas. En Estados Unidos, la Oficina de Política Científica y Tecnológica (OSTP) estableció un Grupo de trabajo interinstitucional sobre nanotecnología (IWGN), compuesto por representantes de varias agencias gubernamentales, incluidas la Fuerza Aérea de los EE. UU., la Marina de los EE. UU. y la NASA. La IWGN, en colaboración con el mundo académico y la industria, creó los EE.UU. Iniciativa Nacional de Nanotecnología (NNI). Las instituciones canadienses incluyen el Instituto Nacional de Nanotecnología (NINT) en Alberta, cinco (5) institutos de investigación del Consejo Nacional de Investigación en Ontario y el consorcio NanoQuebec. IBM logró un progreso significativo en 1990 cuando un equipo de físicos deletreó las letras “IBM” utilizando 35 átomos individuales de xenón. Otro gran avance se produjo en 1985 con el descubrimiento de nuevas formas para las moléculas de carbono, conocidas como buckybola, que son redondos y constan de 60 átomos de carbono. Esto llevó al descubrimiento de una forma molecular relacionada conocida como nanotubo de carbono en 1991. Los nanotubos de carbono siguen siendo una de las áreas más prometedoras de la nanotecnología, ya que son aproximadamente 100 veces más resistentes que el acero, pero sólo pesan una sexta parte; Tienen características inusuales de calor y conductividad. Paralelamente, los estudios sobre nanocristales semiconductores condujeron al desarrollo de puntos cuánticos, cuyas propiedades se encuentran entre las de los semiconductores masivos y las moléculas discretas.

Las actividades en Francia incluyen el cluster SCS en Sophia Antipolis, el cluster Systematic en la región de París y el cluster global de micronanotecnología Minalogic en Grenoble. Entre las iniciativas en Alemania se encuentra la Nanoiniciativa del Gobierno alemán, que incluye NanoMobil (para la industria del automóvil); NanoLux (para la industria óptica); NanoFab (para la industria electrónica); Nano for Life (para industrias de ciencias biológicas); y Nano in Production (para la producción de nanomateriales). Las actividades en Japón han estado lideradas por MEXT (Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología) y METI (Ministerio de Economía, Comercio e Industria). Entre sus múltiples proyectos se encuentra la creación de la Red de Investigadores en Nanotecnología. La red brinda apoyo a la investigación en nanotecnología de universidades y organizaciones privadas, poniendo a disposición de investigadores generales de todo Japón equipos avanzados y de gran escala propiedad de organizaciones públicas y ciertas universidades, como microscopios electrónicos de alto voltaje e instalaciones de nanofabricación. El principal foco de investigación en todo el mundo sigue siendo la investigación sobre propiedades a nanoescala, la síntesis y caracterización de materiales, y el desarrollo de aplicaciones para crear dispositivos y procesos útiles y obtener beneficios económicos. Existe un reconocimiento creciente de la importancia de educar a los futuros científicos e ingenieros sobre este campo emergente, así como de abordar los aspectos de seguridad y salud de los nanomateriales.