Todo más pequeño y más poderoso

Los objetos de reducen en tamaño y crecen en poder. La nanotecnología –o ciencia de la miniaturización y electrónica molecular—es la próxima revolución tecnológica. La miniaturización también nos liberará de la tiranía de los cables.

Ningún renglón de la actividad industrial está quedando afuera de la miniaturización. El microláser revoluciona la administración de medicamentos. Los micro, los mini, los nanorrobots revolucionan todo tipo imaginables de industrias de manufactura.

Los investigadores de Georgia Tech están desarrollando agujas diminutas, tan pequeñas que son imperceptibles a simple vista, y un láser igualmente minúsculo, los que se utilizarán como el dispositivo de inyección. Los científicos están utilizando el láser en pinzas ópticas para tomar y manipular objetos cuyo diámetro es de tan sólo un micrón (una millonésima de metro), lo que les permite realizar experimentos en miniatura que cinco años atrás eran poco más que fantasía.

Actualmente, por ejemplo, las pinzas ópticas ya son capaces de medir la fuerza generada por las contracciones musculares cuando se quema una molécula de combustible. Al cabo de un tiempo, tales mediciones podrían instruir el desarrollo de miembros artificiales más parecidos a los de carne y hueso.

Planes aún más ambiciosos incluyen el desarrollo de sistemas mecánicos microeléctricos (MEMS por su sigla en inglés), que imitan y aprenden de la biología para automatizar procedimientos minúsculos, como el suministro de drogas, a nivel molecular.

También se están miniaturizando algunas tecnologías de uso más generalizado, como la de los audífonos. Pronto serán lo suficientemente pequeños como para ser implantados debajo de la piel.

Fabricación

La nanotecnología –o ciencia de la miniaturización y electrónica molecular—es la próxima revolución tecnológica. Bell Labs confía en que las líneas de circuito que componen los elementos electrónicos en los chips se reducirán en un 80%, a 50 nanómetros (50 mil millonésimas de metro) hacia el 2010.

Los científicos de la Universidad de Nueva York utilizaron ADN sintético para construir un dispositivo diminuto con dos brazos rígidos que pueden ser rotados entre dos puntos estacionarios. Es posible programar el prototipo nanorrobótico para que se monte a sí mismo siguiendo la vía creada por el ADN, cuyas dos hebras encajan de una sola manera. Con el tiempo, según quienes llevan a cabo el desarrollo, las combinaciones del ADN sintético podrían dar lugar a movimientos nanomecánicos complejos e incluso a la producción a escala molecular.

Mientras tanto, los científicos de la Ecole Polytechnique Federale de Lausana, Suiza, están preparando el camino para la comercialización de robots microscópicos. Inventaron un robot del tamaño de una moneda forjado a partir de una sola pieza de piezocerámica (material que se deforma en reacción a estímulos eléctricos), lo que permite al robot moverse a pasos minúsculos (5 nanómetros).

Diseñado para la fabricación de fibra óptica integrada, el robot microscópico puede ser modificado para crear herramientas para la biotecnología y otras disciplinas.

En la actualidad, las aplicaciones para los robots en miniatura son limitadas. Sin embargo, se espera encontrar muchos usos para estos caballos de tiro diminutos, acompañando la reducción en el tamaño de los teléfonos celulares y las computadoras personales, los satélites y otros sistemas computarizados.

Computadoras

Los fabricantes de chips están abriendo camino hacia las puertas de Celis Semiconductor, en la localidad de Colorado Springs, en el estado de Colorado (EE.UU.), para aprender más acerca de una tecnología que permitirá reducir aún más el tamaño de las computadoras.

Los chips de Celis reciben el nombre de FRAM, que significa ferroelectric random access memory (memoria ferroeléctrica de acceso aleatorio) y que se distingue de DRAM, que es la abreviatura de dynamic random access memory (memoria dinámica de acceso aleatorio). Son de bajo costo (20 centavos por unidad), confiables y durables. Los cristales que contienen los chips FRAM en su interior tienen 100 veces más capacidad que los chips DRAM de alojar una carga eléctrica. Más aún, los FRAM retienen su memoria cuando se corta la fuente de alimentación, cosa que no sucede con los DRAM, como habrá constatado más de un desventurado usuario de computadora personal, y además tienen la capacidad de almacenar esos datos durante años sin consumir nada de electricidad.

Los FRAM existen desde hace mucho tiempo, pero no resultaron útiles hasta que un profesor de la Universidad de Colorado descubrió cómo evitar que los cristales de cerámica reaccionaran ante el silicio en la base del chip. Ahora que el problema está resuelto, viene en camino toda una nueva generación de electrónicos de computación portátil, pequeños y livianos.

Los FRAM, que ya se utilizan en tarjetas inteligentes y teléfonos celulares, pronto estarán en los asistentes personales digitales, en los electrónicos de consumo como los microondas, televisores, equipos de CD y heladeras, y en productos de baja tecnología tales como ropa, para indicar las instrucciones de lavado, por ejemplo.

Ningún renglón de la actividad industrial está quedando afuera de la miniaturización. El microláser revoluciona la administración de medicamentos. Los micro, los mini, los nanorrobots revolucionan todo tipo imaginables de industrias de manufactura.
<p>Los investigadores de Georgia Tech est&aacute;n desarrollando agujas diminutas, tan peque&ntilde;as que son imperceptibles a simple vista, y un l&aacute;ser igualmente min&uacute;sculo, los que se utilizar&aacute;n como el dispositivo de inyecci&oacute;n. Los cient&iacute;ficos est&aacute;n utilizando el l&aacute;ser en pinzas &oacute;pticas para tomar y manipular objetos cuyo di&aacute;metro es de tan s&oacute;lo un micr&oacute;n (una millon&eacute;sima de metro), lo que les permite realizar experimentos en miniatura que cinco a&ntilde;os atr&aacute;s eran poco m&aacute;s que fantas&iacute;a. </p>
<p>Actualmente, por ejemplo, las pinzas &oacute;pticas ya son capaces de medir la fuerza generada por las contracciones musculares cuando se quema una mol&eacute;cula de combustible. Al cabo de un tiempo, tales mediciones podr&iacute;an instruir el desarrollo de miembros artificiales m&aacute;s parecidos a los de carne y hueso. </p>
<p>Planes a&uacute;n m&aacute;s ambiciosos incluyen el desarrollo de sistemas mec&aacute;nicos microel&eacute;ctricos (MEMS por su sigla en ingl&eacute;s), que imitan y aprenden de la biolog&iacute;a para automatizar procedimientos min&uacute;sculos, como el suministro de drogas, a nivel molecular. </p>
<p>Tambi&eacute;n se est&aacute;n miniaturizando algunas tecnolog&iacute;as de uso m&aacute;s generalizado, como la de los aud&iacute;fonos. Pronto ser&aacute;n lo suficientemente peque&ntilde;os como para ser implantados debajo de la piel. </p>
<p><strong>Fabricaci&oacute;n</strong></p>
<p>La nanotecnolog&iacute;a &ndash;o ciencia de la miniaturizaci&oacute;n y electr&oacute;nica molecular&mdash;es la pr&oacute;xima revoluci&oacute;n tecnol&oacute;gica. Bell Labs conf&iacute;a en que las l&iacute;neas de circuito que componen los elementos electr&oacute;nicos en los chips se reducir&aacute;n en un 80%, a 50 nan&oacute;metros (50 mil millon&eacute;simas de metro) hacia el 2010. </p>
<p>Los cient&iacute;ficos de la Universidad de Nueva York utilizaron ADN sint&eacute;tico para construir un dispositivo diminuto con dos brazos r&iacute;gidos que pueden ser rotados entre dos puntos estacionarios. Es posible programar el prototipo nanorrob&oacute;tico para que se monte a s&iacute; mismo siguiendo la v&iacute;a creada por el ADN, cuyas dos hebras encajan de una sola manera. Con el tiempo, seg&uacute;n quienes llevan a cabo el desarrollo, las combinaciones del ADN sint&eacute;tico podr&iacute;an dar lugar a movimientos nanomec&aacute;nicos complejos e incluso a la producci&oacute;n a escala molecular. </p>
<p>Mientras tanto, los cient&iacute;ficos de la Ecole Polytechnique Federale de Lausana, Suiza, est&aacute;n preparando el camino para la comercializaci&oacute;n de robots microsc&oacute;picos. Inventaron un robot del tama&ntilde;o de una moneda forjado a partir de una sola pieza de piezocer&aacute;mica (material que se deforma en reacci&oacute;n a est&iacute;mulos el&eacute;ctricos), lo que permite al robot moverse a pasos min&uacute;sculos (5 nan&oacute;metros). </p>
<p>Dise&ntilde;ado para la fabricaci&oacute;n de fibra &oacute;ptica integrada, el robot microsc&oacute;pico puede ser modificado para crear herramientas para la biotecnolog&iacute;a y otras disciplinas. </p>
<p>En la actualidad, las aplicaciones para los robots en miniatura son limitadas. Sin embargo, se espera encontrar muchos usos para estos caballos de tiro diminutos, acompa&ntilde;ando la reducci&oacute;n en el tama&ntilde;o de los tel&eacute;fonos celulares y las computadoras personales, los sat&eacute;lites y otros sistemas computarizados. </p>
<p><strong>Computadoras</strong></p>
<p>Los fabricantes de chips est&aacute;n abriendo camino hacia las puertas de Celis Semiconductor, en la localidad de Colorado Springs, en el estado de Colorado (EE.UU.), para aprender m&aacute;s acerca de una tecnolog&iacute;a que permitir&aacute; reducir a&uacute;n m&aacute;s el tama&ntilde;o de las computadoras. </p>
<p>Los chips de Celis reciben el nombre de FRAM, que significa <em>ferroelectric random access memory</em> (memoria ferroel&eacute;ctrica de acceso aleatorio) y que se distingue de DRAM, que es la abreviatura de <em>dynamic random access memory</em> (memoria din&aacute;mica de acceso aleatorio). Son de bajo costo (20 centavos por unidad), confiables y durables. Los cristales que contienen los chips FRAM en su interior tienen 100 veces m&aacute;s capacidad que los chips DRAM de alojar una carga el&eacute;ctrica. M&aacute;s a&uacute;n, los FRAM retienen su memoria cuando se corta la fuente de alimentaci&oacute;n, cosa que no sucede con los DRAM, como habr&aacute; constatado m&aacute;s de un desventurado usuario de computadora personal, y adem&aacute;s tienen la capacidad de almacenar esos datos durante a&ntilde;os sin consumir nada de electricidad. </p>
<p>Los FRAM existen desde hace mucho tiempo, pero no resultaron &uacute;tiles hasta que un profesor de la Universidad de Colorado descubri&oacute; c&oacute;mo evitar que los cristales de cer&aacute;mica reaccionaran ante el silicio en la base del chip. Ahora que el problema est&aacute; resuelto, viene en camino toda una nueva generaci&oacute;n de electr&oacute;nicos de computaci&oacute;n port&aacute;til, peque&ntilde;os y livianos. </p>
<p>Los FRAM, que ya se utilizan en tarjetas inteligentes y tel&eacute;fonos celulares, pronto estar&aacute;n en los asistentes personales digitales, en los electr&oacute;nicos de consumo como los microondas, televisores, equipos de CD y heladeras, y en productos de baja tecnolog&iacute;a tales como ropa, para indicar las instrucciones de lavado, por ejemplo. </p>
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