Presentacin de PowerPoint

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EN LA ERA DE LA NANOTECNOLOGÍA Y NOSOTROS QUE?
M. Sc. JOSE ROBERTO ALEGRIA COTO Dpto. de
Desarrollo Científico y Tecnológico ralegria_at_conac
yt.gob.sv
16 de Marzo de 2005 630-800 p.m.
Auditorium del Museo de Ciencias Stephen W.
Hawkings
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OBJETIVOS

• Estimular el interés sobre el impacto que tendrán
  las tecnologías convergentes en los próximos 10
  años en la actividad humana.
• Estimular el interés sobre la necesidad que se
  tiene en el país de contar con recurso humano
  creativo que pueda utilizar el conocimiento de
  las tecnociencias para resolver problemas del
  desarrollo sostenible en este siglo XXI.

 
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CAMBIO SOCIAL DE PARADIGMAS
En las últimas dos décadas del siglo pasado, se
acentuó la declinación del modelo de la sociedad
industrial con el capital y las máquinas como
principales factores de producción (en donde, se
podía comprar tecnología llave en mano y tener
éxito empresarial), y está surgiendo la sociedad
del conocimiento, caracterizada por la aplicación
intensiva del saber en todos los órdenes de la
vida.
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SOCIEDAD DEL CONOCIMIENTO
Característica de la Sociedad del Conocimiento
es de que la constante es el cambio. El
conocimiento en este siglo XXI se manifiesta por
el volumen, velocidad y ubicuidad en la
generación de información científica y su
aplicación inmediata para el cambio tecnológico,
esto abre nuevos retos, oportunidades y genera
posibilidades reales de usar los conocimientos
científicos y tecnológicos para acortar la brecha
entre los países desarrollados y los que están en
vías de desarrollo.
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SOCIEDAD DEL CONOCIMIENTO
Al irnos introduciendo en el mundo de la
sociedad del conocimiento, nos estamos dando
cuenta que éste es un mundo en donde el grande
no se come al chico, sino que el rápido se come
al lento Klaus Schaw, Presidente del Foro
Económico Mundial
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TECNOLOGÍAS CONVERGENTES
En la primera década del siglo 21, se va unificar
la ciencia basado en la unidad de la naturaleza
(materiales) y la integración de la tecnología en
el nivel de la nanoescala.
http//itri.loyola.edu/Converging Tecnologies/
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TECNOLOGÍAS CONVERGENTES
La convergencia tecnológica se refiere a la
combinación sinérgica de Nanotecnología,
Biotecnología, Tecnologías de la información y
Ciencia del Conocimiento, en los campos de la
ciencia y de la tecnología i) nanociencia y
nanotecnología ii) biotecnología y
biomedicina, incluyendo ingeniería genética
iii) tecnología de la información, incluyendo
computación avanzada y comunicaciones iv)
ciencia del conocimiento, incluyendo
neurociencia cognoscitiva.
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PREFIJOS DE MEDIDAS
1 Milímetro 10-3 m 1 milésima de metro 1
millón de nanómetros ORILLA DE UN DIME
Mili 10-3 Micra 10-6 NANO 10-9
1 Micrómetro 10-6 m 1 millonésima de metro mil
nanómetros LÍNEAS DE CIRCUITO DE CHIP
1 Nanómetro 10-9 m 1 mil millonésima de
metro 10 ÁTOMOS DE HIDRÓGENO
Angstrom 10-10 Pico 10-12 Femto
10-15 Atto 10-18
1 Angstrom 10-10 m 1 billonésima de metro ÁTOMO
DE HIDRÓGENO
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NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGÍA QUÉ SON?
La nanociencia se dedica al estudio de las
propiedades de los objetos y fenómenos a escala
nanométrica (un nanómetro es la mil millonésima
parte de un metro). La nanotecnología trata de
la manipulación controlada y producción de
objetos materiales, instrumentos, estructuras y
sistemas a dicha escala. La nanociencia y la
nanotecnología son ejemplo de (nano) tecnociencia.
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NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGÍA QUÉ SON?
El término de nanotecnología, es más empleada
que el de nanociencia. El ámbito de la escala
de trabajo que abarca, usualmente va desde 1 a
100 nanómetros.
La nanotecnología opera a nivel atómico y
molecular, pero en principio nada impide que el
nivel de operación descienda hasta las partículas
subatómicas, los ladrillos del universo.
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NANOTECNOLOGÍA
La Nanotecnología es particularmente
importante para los países en desarrollo,
debido a que involucra poca labor, tierras o
mantenimiento es altamente productiva y barata
y sólo requiere modestas cantidades de materiales
y energía De Innovation applying knowledge in
development, report of the UN Millennium Project,
Task force on Science, Technology and Innovation,
2005.
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NANOTECNOLOGÍA
Richard Feynman, teórico cuántico y Premio Nobel,
en 1959 fue el primero en hablar de
nanotecnología, en su libro Plenty of Room at
the Bottom, en donde examino el infante campo de
la ciencia de los materiales. Eric Drexler, en
1981, publicó el primer trabajo científico sobre
nanotecnología molecular, en 1986 publicó
Ingenios de la creación y en 1991 recibió el
único doctorado del MIT en el campo de la
nanotecnología.
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PENSAR DIFERENTE NANO PIONERO
Richard Feynman Foto de Archivo del Instituto de
Tecnología de California.
Qué pasaría si nosotros pudiéramos arreglar los
átomos uno por uno de la manera en que nosotros
los queremos? Richard P. Feynman en (1960)
En el cuarto hay fondo suficiente
Richard P. Feynman Premio Nobel en Física (1965)
por su trabajo fundamental en electrodinámica
cuántica, contribución de profundas consecuencias
para la física de partículas elementales.
http//www.nano.org.uk/people.htm
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NANOTECNOLOGÍA
A la escala nanométrica, no aplican las reglas
ordinarias de la Física y la Química. Las
características de los materiales tales como el
color, fuerza, conductividad y reactividad,
pueden diferir sustancialmente entre la
nanoescala y lo macro. Nanotubos de carbono son
100 veces más fuertes que el acero pero seis
veces más ligeros.
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NANOTECNOLOGÍA
La Nanotecnología es aclamada por tener el
potencial de incrementar la eficiencia del
consumo de energía, ayudar a limpiar el ambiente,
y solucionar los principales problemas de salud.
Se ha dicho que es capaz de incrementar
masivamente la producción manufacturera a costos
significativamente más reducidos. Los productos
de la nanotecnología pueden ser más pequeños,
baratos, ligeros y más funcionales y requieren
menos energía y menos materiasprimas para
fabricarlos.
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APLICACIONES DE LA NANOTECNOLOGÍA
i) herramientas (para ver, manipular e
ingeniar en el nivel atómico) ii)
materiales (por las diferentes propiedades que
manifiestan) iii) dispositivos
(para el funcionamiento corporal y laser
avanzados) iv) técnicas para construir
estructuras a nanoescala (autoensamblamiento,
nanolitografía)
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APLICACIONES DE LA NANOTECNOLOGÍA
v) tecnología electrónica y de información
(incremento del poder de la computación en
pequeño espacio a bajo costo) vi) ciencias de
la vida (habilidad para trabajar en la escala de
los sistemas biológicos) vii) energía,
procesos, medio ambiente (catálisis, fuentes
energéticas limpias).
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PRODUCTOS NANOTECNOLÓGICOS

• Tinta
• Protectores solares y cosméticos
• Compases del estado sólido
• Agente de unión dental
• Parachoques en los automóviles
• Cintas de la grabación magnéticas
• Unidades de disco duro de la computadora
• Convertidores catalíticos automovilísticos
• Herramientas que cortan metal
• Pelotas de tenis de largo duración
• Raquetas de tenis más fuertes y ligeras,
• Vendajes para quemaduras y heridas
• Vestidos y colchones resistentes a las manchas
• Cubiertas protectoras que reducen la luz intensa
  en lentes y autos
• Pinturas protectoras contra la corrosión,
  arañazos y radiación.

Washington Post.Fuente Iniciativa de
Nanotecnología Nacional
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MERCADO MUNDIAL DE UN TRILLON US DÓLARES
La NSF (2001), en Societal Implications of
Nanoscience and Nanotechnology (http//itri.loyola
.edu/nano/NSET.Societal.Implications/) estima,
que en 10 a 15 años, el mercado mundial de
productos y servicios nanotecnológicos andará por
el orden del TRILLÓN de dólares
anuales. Manufactura, se estima que los procesos
y materiales nanoestructurados incrementen su
impacto en el mercado en cerca de 340 mil
millones. Electrónica, la proyección es
alrededor de los 300 mil millones para la
industria de los semiconductores y la misma
cantidad en venta global de circuitos
integrados. Transportación, los nanomateriales y
dispositivos nanoelectrónicos producirán
vehículos ligeros, rápidos y seguros y a un
menor costo, más durables y confiables,
carreteras, puentes, autopistas, cañerías y
sistemas de rieles en donde sólo los productos
aeroespaciales tienen un mercado proyectado de
cerca de 70 mil millones de dólares. Plantas
químicas, los catalizadores nanoestructurados con
aplicaciones en el petróleo y en los procesos de
la industria química se estima impacto anual de
100 mil millones.
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MERCADO MUNDIAL DE UN TRILLON US DÓLARES
Farmacéutica, cerca de la mitad de toda la
producción puede depender de la nanotecnología,
superando los 180 mil millones. Nanovectores
para la liberación de fármacos anti-cancer y
agentes para el contraste de imágenes. Arreglos
de nanotubos y nanocantilevers están entre las
apróximaciones lideres para la detección temprana
de lesiones precancerosas y malignas de los
fluidos biológicos (Nature Reviews Cancer, vol.
5. March 2005). La técnica de las Nanoparticulas
detecta proteínas relacionadas con Alzheimer's,
al medir la concentración de los ligandos
difusibles ß-amiloides en el fluido
cerebroespinal http//nanotechweb.org/articles/new
s/4/2/1?alert1
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INICIATIVA DE NANOTECNOLOGÍA NACIONAL 
Gasto gubernamental 2002, en el Lejano Este
Iniciativa de Nanotecnología Nacional (NNI) una
alta prioridad. Admon. Busch aumentó los fondos
de 604 millones en 2002 a US 849 millones en
2004. Un tercio de los fondos de investigación de
las firmas de US basadas en ciencia son para
nanotecnología. (SciDevNet, 2004. Nanotechnology
Quick Guide).
CMP Científica, jul. 2002.
Lo que he venido a entender es que en la ciencia
y tecnología, pocas cosas actualmente, podrían
ser más grandes que la nanotecnología por su
potencial para revolucionar la investigación
científica e ingeniería, mejorando la salud y
sosteniendo nuestra economía. (Representante-NY)
, Comité de Ciencias del Senado, autorizó 3.700
millones para la NNI. G. Bush firmó la ley en
dic. de 2003, para impulsar la investigación en
nanotecnología los próximos cuatro años.
Sherwood Boehlert
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SITUACIÓN DE LA NANOTECNOLOGÍA EN PAÍSES EN VÍAS
DE DESARROLLO
http//www.nanotechweb.org/articles/society/3/1/1/
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LABORATORIO DE NANOTECNOLOGÍA DE COSTA RICA
El Laboratorio Nacional de Nanotecnología,
Microsensores y Materiales Avanzados (LANOTEC),
inaugurado en Costa Rica, sept. 2004. LANOTEC
realizará investigación avanzada y hará alianzas
estratégicas con la industria de alta tecnología
nacional e internacional y será un Laboratorio de
aprendizaje. Su actividad se inició con dos
proyectos i) Diseño y construcción de
microsensores, ii) Investigación y construcción
de nanotubos de carbono que tendrá la
colaboración de Jeannette Benavides,
costarricense, Directora del Proyecto de
Nanotubos de Carbono de la NASA, que ha
establecido un método que reduce el costo de
producción de US 300 a US 1 por gramo.
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LABORATORIO DE NANOTECNOLOGÍA DE COSTA RICA
El Centro Nacional de Alta Tecnología
(CENAT) es la Institución que hospeda a
LANOTEC en un local de 300 m2. La inversión
inicial de LANOTEC fué de US 50.000 y está
siendo equipado con unos cientos de miles de
dólares adicionales. Las instalaciones tienen un
cuarto de ultra limpieza, requerido para la
investigación de alta tecnología de materiales,
cuenta con microscopios electrónicos, de fuerza
atómica (AFM) y otros. La construcción de
LANOTEC y la compra del equipo fue financiado por
la Fundación para la Cooperación de los Estados
Unidos de América y Costa Rica, Fondos de
incentivos del Ministerio de CT, y por la
Fundación Pro-CENAT.
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HERRAMIENTAS PARA VER Y MANIPULAR LOS INGENIOS
NANOTECNOLÓGICOS
Ilustración esquemática de un Microscópio de
Barrido de Tunel (STM)
Microscópio de Barrido de Tunel (STM) es una
técnica microscópica que permite la investigación
de superficies conductoras de electricidad abajo
de la escala atómica.
Microscópio de Fuerza Atomica (AFM), es
particularmente útil para ver muestras biológicas.
Los STM y los AFM son llamados colectivamente
como Microscopios Sondas de Barrido pueden mover
átomos, y son dispositivos no mayores que un
mouse que se enchufa a un puerto USB de una
computadora.
Microscopios Sondas de Barrido son una familia de
instrumentos usados para medir propiedades de
superficies.
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Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETHZ)
LA INSTRUMENTACIÓN MINIATURIZADA Y ECONÓMICA,
IMPULSA EL CAMPO

• Están ahora disponibles
• Los STM y AFM portatiles con alta capacidad de
  definición y de barrido fácil y
• Relativamente muy económicos ( 19.000
  dólares)

www.nanosurf.ch/
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EXPLORANDO EL NANOMUNDO CON LEGO
Microscopio de Sonda de Barrido (SPM)
mrsec.wisc.edu/edtcLEGO/PDF files/2-1app.PDF
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EXPLORANDO EL NANOMUNDO CON LEGO
Microscopio de Fuerza Atómica (AFM) Construcción
de un cantilever
mrsec.wisc.edu/edtcLEGO/PDF files/2-1app.PDF
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Proyecto educativo NanoKids

• Dr. James Tour, Professor of Chemistry en Rice
  University.
• El concepto visual de los NanoKids usa formas
  universalmente reconocidas que exhiben
  características humanas para incrementar el
  conocimiento del público acerca del mundo
  nanométrico, de las investigaciones y tecnologías
  moleculares que se expanden rápidamente en el
  mundo, busca
• Instruir, motivar y entretener
• Incrementar comprensión de la materia al nivel
  molecular del
• estudiante de Química, Física, Biología y de
  ciencia
• Proveer a los maestros con material didáctico
  para la
• enseñanza-aprendizaje sobre la nanotecnología
• Demostrar que el arte y la ciencia se pueden
  combinar para
• facilitar el aprendizaje de los estudiantes con
  distintos estilos e
• intereses
• Generar interés en la nanotecnología para
  promover la
• participación y financiamiento de
  investigaciones en esta área.

http//cohesion.rice.edu/naturalsciences/nanokids/
mission.cfm?doc_id3738
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PROPUESTAS
Es de urgencia para el país apostarle a una
Política de Nación de Ciencia y de Tecnología,
que identifique los nichos de conocimiento a
ocupar, y promueva la adquisición de
infraestructura necesaria y la formación de
recursos humanos con capacidad de investigar,
desarrollar y aprovechar tecnologías que ayuden a
mejorar la calidad de vida de los salvadoreños.
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PROPUESTAS
Las universidades deben iniciar la formación de
recursos humanos en tecnologías emergentes.
Para esto tienen que romper con los moldes
tradicionales de pensamiento analizar el
potencial que representa para nuestro país el
acceso al conocimiento de las tecnologías
emergentes pensar en el futuro de la vida de
nuestros hijos, nietos y de las generaciones
siguientes e insertar la acción como parte de
procesos de mediano y largo plazo (que se
construyen desde ya, en el día a día).
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PROPUESTAS
Hay que identificar y generar mecanismos que
permitan difundir información a los padres de
familia, sobre avances y desarrollo de la ciencia
y la tecnología, de utilidad en la educación
inicial de sus hijos proporcionarles guías para
que ayuden a sus hijos a introducirlos en los
conceptos de matemática, ciencias, ingenierías y
de nanoescala, y que les permita hablarles de las
implicaciones sociales y éticas que los nuevos
conocimientos de la ciencia y las
transformaciones tecnológicas tendrán sobre el
bienestar futuro de la población en general.
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PROPUESTAS
En el marco de la Consulta Nacional para la
Elaboración del Plan de Educación 2021, debería
quedar como objetivo explícito, principalmente en
la educación parvularia y en la básica,
estimular al máximo el potencial de la capacidad
imaginativa y por ende la creatividad de cada
niño, mediante un entorno educativo que le
facilite el acceso al aprendizaje de acuerdo a su
preferencia, en la búsqueda de la conformación
de una cultura de la invención humana, proclive
al diseño de inventivas innovadoras, para
resolver los problemas relativos al ámbito en que
cada individuo se desempeñe.
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REFLEXIÓN FINAL
Más que la riqueza contenida en los recursos
naturales con que se cuente, son más valiosas las
mentes, para generar y darle utilidad al
conocimiento, y los países que no se interesen en
darle a sus recursos humanos una adecuada
formación en ciencias naturales, matemática e
ingenierias, manteniendo su creatividad base
del diseño y fuente de innovación, no podrán
sustentar su desarrollo y condenaran a ésta y a
las proximas generaciones de sus ciudadanos a
vivir en la ignorancia y la pobreza
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DE ACUERDO CON LA PERCEPCION DE LA REALIDAD
QUE TENGAMOS CUÁLES DEBERÍAN SER LAS
ACCIONES QUE SE DEBERÍAN HACER EN EL PAÍS, PARA
PREPARARNOS A ENFRENTAR ESTE SIGLO XXI Y SACARLE
PROVECHO A LA NANOESCALA?
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www.conacyt.gob.sv
Espero que mi participación pueda servir para
reflexionar sobre el tema expuesto y sobre el
papel que debamos asumir para ser agentes de
cambio, en función de lograr que en nuestro país
se inicie el proceso para llegar a ser una
Sociedad del Conocimiento.
Muchas gracias por su atención. Atentamente
ROBERTO ALEGRIA ralegria_at_conacyt.gob.sv
Preguntas o comentarios?