Taller de Aprendizaje 3

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE (SENA) – CALI VALLE - 23 DE SEPTIEMBRE DE 2016 TALLER DE APRENDIZAJE 3 - INVESTIGACIÓN:

NANOCÁPSULA DE ORO

Según investigaciones las Nanocápsulas de oro podrían reducir los tumores de mama mediante calor localizado, según sugiere un estudio publicado en la revista “Science Translational Medicine”. Los autores muestran en su trabajo que las nanopartículas de oro inyectadas en los tumores de mama convierten a las células cancerígenas más sensibles al tratamiento de radiación. Afirman que cualquiera que fuera la materia prima de la cura del cáncer de mama se convertiría literalmente en oro, pues realmente los estudios con ese mineral apuntan hacia una posible cura del cáncer. En la actualidad se desarrollan ensayos clínicos con tecnología de nanocápsulas que podría proporcionar a las pacientes con cánceres de mama agresivos de un arma extra para fomentar la eliminación de las células tumorales, mediante la superación de una de las principales limitaciones de las técnicas modernas de quimioterapia - la capacidad de dirigirse específicamente a las células cancerosas y dejar las células sanas intactas.

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SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE (SENA) – CALI VALLE - 23 DE SEPTIEMBRE DE 2016 Instrumentos usados para la caracterización de materiales a nanoescala: Diligencie el siguiente cuadro cuidadosamente: Instrumento

T.E.M

S.E.M

Significado

Resolución Pueden aumentar un objeto hasta un millón de veces. Teóricamente la resolución máxima alcanzable con un microscopio óptico se encuentra en principio Microscopía limitada por la longitud de electrónica de onda de la luz que se utiliza transmisión para examinar la muestra, y por la apertura numérica del sistema.

Microscopio electrónico de barrido

Resolución atómica Se basa en el principio de la microscopia óptica en la que se sustituye el haz de luz por un haz de electrones. Con esto conseguimos hasta los 100 Å, resolución muy superior a cualquier instrumento óptico. Es un instrumento capaz de ofrecer un variado rango de informaciones procedentes de la superficie de la muestra

Funcionamiento Utiliza un haz de electrones para visualizar un objeto, Lo característico es el uso de una muestra ultra fina y que la imagen se obtenga de los electrones que atraviesan la muestra.

Ventajas Desventajas La principal función del microscopio electrónico de transmisión es el estudio de los metales Una pequeña muestra y minerales y el puede conducir a estudio de las células a problemas en el nivel molecular. diagnóstico e incluso Resolución atómica. la degradación de la Puede determinarse propia muestra. estructuras en 2 dimensiones. Interacción electrones a electrones. Consiste en hacer Permite apreciar con incidir un barrido de mayor facilidad haz de electrones sobre texturas y objetos en la muestra. La muestra tres dimensiones que (salvo que ya sea se hayan pulverizado conductora) está con un metal antes de Menor capacidad generalmente su observación. de aumento que el recubierta con una microscopio capa muy fina de oro o Permite la observación electrónico de carbón, lo que le y caracterización transmisión. otorga propiedades superficial de conductoras. materiales inorgánicos La técnica de y orgánicos entregando preparación de las información muestras se denomina morfológica del “sputtering” o material analizado. pulverización catódica.

Imagen

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SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE (SENA) – CALI VALLE - 23 DE SEPTIEMBRE DE 2016 Resolución atómica

A.F.M

Microscopio de fuerza atómica

La resolución del instrumento es de menos de 1 nm, y la pantalla de visualización permite distinguir detalles en la superficie de la muestra con una amplificación de varios millones de veces.

Es un instrumento mecano-óptico capaz de detectar fuerzas del orden de los nanonewton. Al analizar una muestra, se registra continuamente la altura sobre la superficie de una sonda o punta cristalina de forma piramidal.

Permite el análisis 1. Fuerzas laterales superficial de muestras pueden distorsionar con resolución la imagen nanométrica o incluso atómica. 2, Daño muestras Tiene la posibilidad de blandas hacer medidas sin ningún tratamiento 3, Fuerzas normales previo de la muestra a fuertes medir, y sin la necesidad de emplear vacío.

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SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE (SENA) – CALI VALLE - 23 DE SEPTIEMBRE DE 2016 “Un niño y su átomo”. Explore a través del siguiente enlace: http://www.youtube.com/watch?v=dLr4rt4HaGA la película más pequeña del mundo hecha en el año 2013 por investigadores del IBM. Luego investigue y anote en su documento de texto:

Esta asombrosa película se hizo utilizando un microscopio que puede observar átomos, logrando una magnificación de 100 millones de veces. El microscopio, conocido como microscopio de efecto túnel, también es capaz de mover átomos. Para más información, refiérase al artículo de Bob que trata sobre Heinrich Rohrer, un ganador del premio Nobel que participó en el diseño de dicho microscopio. Para hacer esta película, los científicos de IBM empezaron con una superficie extremadamente plana, la rociaron con átomos de monóxido de carbono, y después movieron los átomos individualmente para hacer una animación foto a foto (también conocida como “stop motion”). La película muestra un personaje llamado Atom, que se hace amigo de otro átomo y se embarca en un viaje que incluye baile, juego con pelota y salto sobre cama elástica. Aunque esta película se hizo por diversión, es importante entender cómo las moléculas se comportan en una superficie plana, sea para hacer computadoras más poderosas (como IBM y otras compañías) o para entender como las nanopartículas se comportan en el medio ambiente o en sistemas biológicos (como es el caso de nuestra investigación).

Su creación es un avance muy importante y un descubrimiento tecnológico de gran importancia: el manejo de átomos, uno a uno, es clave para la futura computación cuántica.

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SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE (SENA) – CALI VALLE - 23 DE SEPTIEMBRE DE 2016 A. ¿Quiénes fueron los científicos que crearon la película? Científicos de IBM

B. ¿Cómo fue hecha la película? La película se hizo con miles de átomos posicionados con precisión para crear casi 250 cuadros de acción con la técnica stop-motion (filmación cuadro por cuadro). Un personaje llamado Atom, que se hace amigo de un átomo individual y sale a dar un paseo divertido, durante el cual baila, juega a atrapar la pelota y salta en una cama elástica. Con una banda musical alegre de fondo, la película constituye una forma singular de transmitir la ciencia fuera de la comunidad de investigación. Cada cuadro mide 45 por 25 nanómetros” un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro” pero está amplificado enormemente, recuerda a los primeros videojuegos, especialmente cuando el niño rebota la pelota hacia un extremo del cuadro acompañado por música y efectos de sonidos sencillos.

C. ¿Qué características, aplicaciones y usos tiene el microscopio utilizado para realizar la película?  Las características del microscopio utilizado para realizar la película:  Efecto túnel de barrido inventado por IBM  control de una aguja ultra-fina sobre una superficie de cobre para “sentir” los átomos.  Onda que permiten el evento

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SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE (SENA) – CALI VALLE - 23 DE SEPTIEMBRE DE 2016  Aplicaciones del microscopio utilizado para realizar la película ha sido utilizado en las áreas de investigación científica, académicas, teóricas, en el desarrollo de la nanotecnología en diferentes industrias, así como en áreas como la Microelectrónica, Nanolitografía, capas ultra delgada. Además de aplicaciones en la física de semiconductores, en química reacciones superficiales como la catálisis, en medicina y biología a sido usado para estudios de ADN, además en avances sobre los estudios de la Nanoingeniería.  El uso que tiene el microscopio utilizado para realizar la película es como una máquina capaz de revelar la estructura atómica de las partículas. Las técnicas aplicadas se conocen también como "de barrido de túnel" y están asociadas a la mecánica cuántica. Se basan en la capacidad de atrapar a los electrones que escapan en ese efecto túnel, para lograr una imagen de la estructura atómica de la materia con una alta resolución, en la que cada átomo se puede distinguir de otro

D. ¿Cuál es la relación de la memoria atómica y el almacenamiento de datos con la película?

Hoy en día, se necesita aproximadamente un millón de átomos para almacenar un bit de datos en un ordenador u otro dispositivo electrónico. Un bit es la unidad básica de información en computación que sólo puede tener uno de dos valores: uno o cero. Ocho bits forman un byte. La capacidad de mover átomos individuales, una de las partículas más pequeñas de cualquier elemento en el universo, es crucial para la investigación de IBM en el campo de la memoria a escala atómica. En 2012, los científicos de IBM anunciaron la creación del más pequeño bit de memoria magnética del mundo, hecho de sólo 12 átomos. Este avance transformaría la computación, proporcionando al mundo dispositivos con niveles sin precedentes de almacenamiento de datos.

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BIBLIOGRAFIA

http://www.europapress.es/chance/tendencias/noticia-nanocapsulas-oro-podrian-reducir-tumores-mama-20101028125520.html https://www.patologiasconstruccion.net/2012/12/la-microscopia-electronica-de-barrido-sem-i-concepto-y-usos/ http://www.sld.cu/galerias/pdf/sitios/histologia/el_microscopio_de_fuerza_atomica.pdf https://www.ibm.com/developerworks/community/blogs/insider/entry/ibm_research_aboyandhisatom?lang=en http://www.chw.net/2013/05/los-limites-del-almacenamiento-de-datos-y-la-creacion-de-la-pelicula-mas-pequena-del-mundo/

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Nombre de archivo: Taller de Aprendizaje 3 Directorio: D:\SENA\21. NANOTECNOLOGÍA Y APLICACIONES\Evidencias de Aprendizaje Semana 3 Plantilla: C:\Users\Leider Caicedo\AppData\Roaming\Microsoft\Plantillas\Normal.dotm Título: Asunto: Autor: Leider Caicedo Palabras clave: Comentarios: Fecha de creación: 23/09/2016 15:50:00 Cambio número: 11 Guardado el: 23/09/2016 18:53:00 Guardado por: Leider Caicedo Tiempo de edición: 173 minutos Impreso el: 23/09/2016 18:54:00 Última impresión completa Número de páginas: 7 Número de palabras: 1.524 (aprox.) Número de caracteres: 8.382 (aprox.)