viernes, 12 de mayo de 2017

Conocer la Nanotecnología con Ben Rogers, Jesse Adams y Sumita Pennathur

'Nanotechnology: The whole story' es una delicia científica, un libro a medio camino entre el libro de texto y la divulgación científica sobre el mundo de la nanotecnología. Un libro que explica e ilustra muy bien los fundamentos de esta disciplina, a pesar de lo cual es de un nivel es medio/alto y considero necesario por un lado una base física que no está al alcance de todos, y por otra parte un estudio detenido si se quiere aprovechar completamente todo el contenido de la obra.

A pesar del 'sufijo' tecnología con que finaliza el nombre de nanotecnología, lo cierto es que es mucho más un libro de física, y por tanto de fundamentos científicos, que un libro de ingeniería y de aplicaciones o soluciones específicas, aunque algunas sí que se mencionan. Probablemente ello sea debido, no sólo al origen de los autores (ligados a la Universidad de Nevada) sino también proque ese es realmente el punto en que se encuentra hoy en día esta disciplina tan interesante como prometedora.

El libro se estructura en once capítulos:
  • 'Big Picture of a Small World' Sirve a modo de introducción y nos habla del átomo y de alguna de las mayores aportaciones a su comprensión como las de Demócrito, Richard Smalley, Rutherford, Bohr, Einstein o Richard Feynmann

  • 'Introduction to Miniaturization' explica algunas de las ventajas de trabajar a muy pequeña escala pero también nos avanza algunas de las muy notables diferencias que nos encontramos frente a una física tradicional al trabajar en escalas nanométricas.

  • 'Introduction to Nanoscale Physics' profundiza más en esa física de la nanoescala, repasa los fundamentos de la mecánica cuántica, de las ondas electromagnéticas o del efecto fotoeléctrico.

  • 'Nanomaterials' donde empieza a acercarse las áreas de aplicación. Primero dedica un amplio espacio a repasar los conceptos del enlace químico y de las fuerzas de Van Der Waals para a continuación estudiar algunos materiales y estructuras destacando los nanotubos de carbono.

  • 'Nanomechanics' Empieza repasando algunos conceptos físicos como velocidad, aceleración y fuerza o frecuencia de resonancia para a continuación estudiar fenómenos a nivel nano como osciladores, rayos, fonones, sensores de masa nanométricos, memorias nanometricas, microscopios, etc

  • 'Nanoelectronics' De nuevo, comienza repasando fundamentos físicos como las bandas de energía electrónicas, el comportamiento en conductores, aislantes y semiconductores o la energía de Fermi para luego ver cómo se puede aplicar a escala nanométrica para conseguir, por ejemplo, transistores de un solo electrón (SET), interruptores moleculares o memorias de almacenamiento.

  • 'Nanoscale Heat Transfer' Salta ahora al campo del calor y, tras repasar conceptos como la constante de Boltzmann o la conductividad de calor, pasa a estudiar los fenómenos de conductividad de calor en escala nano y nos habla de una mejor conversión de la energía en el caso de la termoelectricidad, o de aspectos relevantes en convección y radiación.

  • 'Nanophotonics' que estudia la interacción a escala nanométrica de fotones y materiales. Nos habla de la absorción de fotones, de su emisión, de la dispersión, de la permitividad y luego habla de aplicaciones como el uso de partículas de oro o plata para cambiar colores, el ajuste de la banda de gap en semiconductores, láseres, luz,microscopios, etc

  • 'Nanoscale Fluid Mechanics' Pasamos ahora a una mecánica de fluidos a escala nano. Primero nos habla del concepto de 'Continuo' y nos recuerda las ecuaciones de 'Navier-Stokes' o el número de Reynolds para ver cómo eso se traduce en escala nano en fenómenos como la electroósmosis o la electroforesis. Finaliza con un rapidísimo repaso a las aplicaciones de estas ideas.

  • 'Nanobiotechnology' Comienza hablando de las células vivas, de su funcionamiento y cómo eso ocurre a escala nanométrica y las implicaciones que ello supone, como el hecho de que la gravedad y la inercia sean muy poco representativas a esa escala. Nos habla de azúcares, ácidos grasos, nucleótidos y aminoácidos para luego recorrer la estructura del ADN, el ATP, y la codificación de la información genética. Finaliza explorando algunas aplicaciones como nanoestructuras biomiméticas o motores moleculares

  • 'Nanomedicine' Primero explica lo que es la nanomedicina. Luego nos habla de las nanopartículas, el uso de la nanomedicina en la lucha contra el cáncer o de la biomimesis, pero también nos alerta de la potencial toxicidad de estas soluciones, del posible impacto medioambiental y de sus implicaciones éticas
'Nanotechnology: The whole story', es una obra quizá no tan sencilla como sus autores seguramente pretendieron pero, aún así, didáctica y absolutamente apasionante. Probablemente se merezca una segunda lectura...

Ben Rogers

(Fuente: Traducción y ligera elaboración propia de la biografía en su Página personal)

Ben Rogers
Nació en 1977 y vive en Reno, Nevada, con su mujer y dos hijas. Su primera novela 'The flamer' se publicó en 2012. Sus obras han aparecido en una multiplicidad de publicaciones literarias y ganó una beca Nevada Arts Council Fellowship y una subvención Sierra Arts Foundation.

Es el autor líder de 'Nanotechnology: Understanding Small Systems' el primer libro de texto sobre nanotecnología, actualmente en su tercera edición, y también 'Nanotechnology: The Whole Story' un libro para amplia audiencia.

Estudió ingeniería y periodismo y tiene un master en ingeniería mecánica. Ha trabajado como analista de negocio, reportero, profesor y científico en varios laboratorios, incluyendo el Oak Ridge National Laboratory y el Jet Propulsion Laboratory de la NASA.

Desde 2004 ha sido el Ingeniero Jefe en Nevada Nanotech Systems.

Jesse Adams

(Fuente: Traducción y ligera elaboración propia de su ficha de autor en CRC Press)

Jesse Adams
Cofundador de 3 startups y coautor de dos libros, actualmente sirve como miembro del consejo, Vicepresidente y CTO de Nevadano, así como miembro gestor de Nanolabz and Nanojems.

Jesse tiene un grado de ingeniería mecánica con optativa en negocio, por la Universidad de Nevada en Reno. Se graduó Summa Cum Laude y recibió también el premio outstanding mechanical engineering senior. Tras obtener una beca para graduados, Jesse se fue a la Universidad de Stanford, donde recibió un Máster de Ciencia en Mecatrónica. Sus intereses investigadores le condujeron a perseguir un doctorado en nanotecnología trabajando con el coinventor del microscopio de fuerza atómica, Calvin Quate. Desarrollo un AFM muti-sonda de alta velocidad, para lo que fue preciso un intenso trabajo en las cámara limpias de Stanford para fabricar las sondas activas. Durante su estancia en Stanford, Jesse participó en un comité para el rector, por aquel entonces Condolezza Rice, para explorar y hacer recomendaciones sobre soluciones de alojamiento de emergencia para graduados. También sirvió durante dos trimestres como director asociado del muy respetado colegio de estudiantes de segundo año de Stanford.

Siendo profesor ayudante en la universidad de Nevada en Reno, Jesse desarrolló una microplataforma en voladizo autosensible en investigación para la detección de explosivos, detección de vapores químicos, y detección de agua de calidad. Además, Jesse hizo investigación sobre objetivos de láseres físicos y desarrolló un nuevo curso sobre nanotecnología que formaba a los estudiantes en un entendimiento amplio de la materia.

Jesse es co-autor del primer libro de texto en su clase clase 'Nanotechnology: Understanding Small Systems' así como más de 20 artículos técnicos. Tiene múltiples patentes y patentes pendientes, ha dictado numerosas charlas invitadas sobre microscopía con sondas de escaneo y detección química con microvoladizos y ganó un premio regional y nacional de speaking, así como un premio nacional de diseño, un premio de innovación universitaria y elScientific American 50 award de 2004 en la categoría de defensa.

Sumita Pennathur

(Fuente: Traducción y ligera elaboración propia de su ficha de autor en CRC Press)

Sumita Pennathur
Actualmente, profesora asociada de ingeniería mecánica en la Universidad de California en Santa Bárbara, habiendo obtenido un grado en el MIT y un doctorado en la Universidad de Stanford. Ha sido una contribuyente activa en los campos de la nanofluídica y sistemas nanoelectromecánicos (NEMS), y fue premiada tanto con Presidential Early Career Award for Science and Engineering (PECASE) en 2011, como un DARPA Young Faculty Award en 2008.

Ficha técnica:

AUTOR: Ben Rogers, Jesse Adams y Sumita Pennathur
EDITORIAL: CRC Press
AÑO: 2013
ISBN:  978-1439897805
PAGINAS: 395