Por Nanotecnología entendemos una tecnología basada en la manipulación de la materia a través de la escala de un nanómetro (la milmillonésima parte de un metro). Representa un conjunto de soluciones microscópicas basadas en la nanoescala reconocida, fundamentalmente en el microcosmo, en el hábitat de los átomos y las moléculas.
Sin embargo, aplicaciones recientes, han hecho que ésta tecnología, tenga sus nuevos valores en el desarrollo de la ingeniería de materiales, logrando que notables investigadores hayan podido diseñar materiales, mucho mas durables y resistentes, aprovechando los cambios en las propiedades de las sustancias cuando se reducen a la dimensión nanoescalar.
La nanotecnología da respuestas trascendentes a la producción comercial, conllevando a profundos riesgos sociales y ambientales, no solo por ser una tecnología que potencia a la industria biotecnológica, sino también porque incluye manipulación atómica y porque abre la posibilidad de la fusión entre el mundo biológico y el mecánico.
Los últimos avances en ésta materia concluyen que para algunos empresarios, la nanotecnología es un negocio. Las aplicaciones más prometedoras de esta ciencia, que aún no se ha desarrollado plenamente, son la energía, la agricultura, el tratamiento de las aguas, el tratamiento de enfermedades, la administración de fármacos, el procesamiento de alimentos, la contaminación, la construcción, la monitorización de la salud y la detección y el control de plagas.
A corto plazo, la nanotecnología dará lugar a materiales más ligeros y fuertes con propiedades distintas a las de los materiales que conocemos hoy, lo que supondrá una importante transformación de los sistemas de armamentos. Las propiedades de estos materiales podrán ser modificadas y controladas como se quiera: fibras inteligentes que pueden cambiar su color, características electrónicas o su forma; sistemas inteligentes o súper materiales, realizados con componentes de precisión atómica, lo que puede llevar a estructuras moleculares con alta conductividad eléctrica o potencia.
Nanotecnología y Mecánica Cuántica
Durante décadas, la mejora del rendimiento de los chips se ha obtenido en gran parte reduciendo el tamaño de los transistores y los cables, para concentrar más potencia en menos espacio. Pero la reducción del tamaño de los transistores trae consigo problemas de generación de calor, de defectos y problemas físicos básicos.
En un viaje a Palo Alto, California de este servidor, tuve la oportunidad junto a un grupo de colegas periodistas de Latinoamérica y Canadá, de conocer la sede de HP Lab, reconociendo el avance de ésta organización en ésta materia. Gordon Moore para 1965 formuló la ley que lleva su nombre, que establece que el número de transistores en un chip se duplica cada 24 meses. Cada transistor cumple la función como un interruptor que permite el flujo de energia, transmitir o no electricidad en el procesador de la computadora.
“…La industria trabaja con procesos de fabricación de 65 nanómetros, es decir, de 65 mil millonésimas de metro, y se prepara para migrar a 45 nm usando hafnio y otros materiales para aislar transistores. Hasta ahora se hacía con silicio. Intel, se prepara para usarlo a fines de este año. “El uso del silicio tiene un límite, y hay que pensar más allá -agregó Kuekes-. En 1996 empezamos a investigar el futuro del chip pensando en 2020. Así que comenzamos a pensar en nanotecnología y mecánica cuántica.”
Phil Kuekes, investigador senior, Departamento de Investigación de Estructuras Cuánticas de HP LabsKuekes desde su despacho en HP Labs, se especializa junto a un equipo en la construcción de nanocables, de pocos átomos de grosor, los cuáles tendrán como función principal, la conección de los elementos microscópicos de un procesador. Al igual Kuekes es el encargado del diseño de nuevas arquitecturas para procesadores, que tienen como objetivo final, el ordenamiento oesquema de orden en que los transistores se ordenan dentro de un chip y los elementos que logran itenconexión y comunicación, logrando alcanzar disminución o ahorro de energía.
Por otro lado los FPGA, ofrecen un vehículo de demostración especialmente útil, ya que la mayoría del silicio utilizado (alrededor del 80 por ciento) se dedica a los cables y a los switches y únicamente un 20 por ciento se dedica a la lógica. Si tiene éxito, la nueva arquitectura, denominada interconexión de nanocables programables o FPNI (field programmable nanowire interconnect), podría cambiar la tendencia en la industrial del chip con el uso de más FPGA.
Puesto que los FPGA se pueden configurar, pueden repararse o mejorarse incluso una vez que se encuentran dentro de un producto. Pero también tienen un precio muy elevado, por lo que las empresas normalmente los utilizan durante la fase de desarrollo del producto y posteriormente cambian a circuitos integrados específicos de la aplicación o ASIC (Application Specific Integrated Circuits). Esto podría cambiar si existieran FPGA menos costosos.
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