Historia de la Nanotecnología: 1981-1999 – Explicado

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Para entender realmente el panorama general de la nanotecnología, es útil revisar la cronología de los descubrimientos que nos llevaron a la comprensión actual de la ciencia. La historia forma la base para entender el estado actual de la ciencia y el potencial comercial.

Una visión para las aplicaciones de la nanotecnología

Un pionero en el desarrollo de la nanotecnología fue Eric Drexler. Cuando aún era estudiante en el MIT, Drexler describió el enfoque fundamental de abajo hacia arriba de la nanotecnología, en el que describía cómo se podía manipular átomos individuales y, por lo tanto, sintetizar materiales.

Drexler sugirió que se podrían crear máquinas más pequeñas que las células orgánicas individuales. Llamó a estos nanorobots. Predijo que estas máquinas reparadoras de células podrían infundirse en el torrente sanguíneo de una persona para curar enfermedades o liberarse en el aire para eliminar la contaminación.

Su libro, Los motores de la creación: The Coming Era of Nanotechnology, publicado en 1986, es un texto fundamental en este campo. También fue la primera persona en obtener un doctorado en Nanotecnología Molecular.

STM ordena los átomos

En 1981, Gerd Binning y Heinrich Rohrer de IBM Zurich inventaron una máquina llamada el microscopio de barrido de túneles (STM). El STM fue construido para visualizar átomos, pero resulta que también puede moverlos. Una famosa demostración de esto llegó en 1989 cuando Don Eigler de IBM dispuso 35 átomos en una superficie hecha de níquel para explicar IBM.

Se descubren buckyballs y nanotubos

En 1985, entre la introducción del STM y la famosa demostración de cómo podía organizar los átomos, un químico británico llamado Harry Kroto observó que las cadenas de átomos de carbono estaban presentes a billones de kilómetros de distancia en el espacio. Kroto conjeturó que estas cadenas podrían haber sido creadas en la atmósfera de estrellas gigantes rojas.

Por esa época, Kroto se conectó con Richard Smalley y Robert Curl, investigadores estadounidenses de la Universidad de Rice que estudiaban grupos de átomos que se generaban cuando vaporizaban muestras de metal o semiconductores. Este trío se unió cuando Kroto vino a los estados para usar el equipo de alta calidad de la Universidad de Rice. Para replicar las condiciones realmente calientes que existen en la atmósfera de una estrella gigante roja, vaporizaron el grafito.

El procedimiento produjo moléculas de carbono nunca antes observadas. Observaron que la molécula más común contenía 60 átomos de carbono. Debido a que las moléculas parecían estables, Kroto, Smalley y Curl adivinaron que eran esféricas, porque las moléculas esféricas tienden a ser más estables. Los tres científicos finalmente determinaron que la combinación de 60 átomos de carbono en forma esférica requería hexágonos y pentágonos entrelazados.

La estructura de una pelota de buckyball.

Llamaron a esta estructura Buckyball. La buckyball también es llamada a veces C60 por los 60 átomos de carbono que contiene.

En 1991, se descubrieron pequeñas agujas de carbono que van desde 1 nm hasta 100 nm de diámetro. Estos tubos están formados por átomos de carbono conectados en hexágonos y pentágonos como buckyballs pero en forma cilíndrica. Fueron descubiertos por Sumino Iijima, quien los llamó nanotubos de carbono.

Iijima examinó un poco de hollín de carbono bajo un microscopio electrónico y se dio cuenta de que en la muestra aparecían pequeños cilindros de materia formados por una red de átomos de carbono junto con buckyballs. Se dio cuenta de que los nanotubos de carbono son buckyballs cuyos extremos no se han doblado para crear una esfera.

La estructura de un nanotubo de carbono.

Los nanotubos se presentan en dos tipos: nanotubos de pared simple (SWNT) y nanotubos de pared múltiple (MWNT). El SWNT forma un cilindro de una sola capa y es el tipo de nanotubo más utilizado. El MWNT está formado por múltiples cilindros encajados entre sí.

Un nanotubo de carbono multipared.

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