¿Qué tan grande será la nanotecnología en el futuro?

Claramente no soy un profesional. Entonces voy a responder esta pregunta desde mi perspectiva que se enfoca en dos cosas.

UNA: es realmente peligroso intentar predecir el futuro. Tenemos que hacer todo tipo de presunciones. Esas suposiciones nos llevan a todo un campo minado de problemas. Estoy seguro de que no necesito señalar el hecho obvio de que incluso esta pregunta hace presunciones (perdonables). [1] Que los humanos sobrevivirán mucho más tiempo. [2] Esa nano-tecnología como la imaginaron los Singularians (que solía clasificar como una, pero ahora tengo mis dudas cautelosas y mis opiniones optimistas) es incluso posible. La suposición más grande que tenemos que hacer está en su palabra operativa, “futuro”.

DOS – Suponiendo que los humanos sobreviven indefinidamente, entonces sí en algún momento en el próximo cuatrillón de años antes de que las estrellas dejen de arder con su combustible, parece razonable que la nanotecnología sea una “cosa” que desarrollamos e implementamos a gran escala. La cosa es que “el futuro” para la mayoría de las personas significa “algo así, en algún momento de mi vida o al menos en el próximo siglo”. Pero el futuro es un período terriblemente LONNNNNNNNNNG de tiempo. Literalmente puede significar lo que quieras. Por lo tanto, “el futuro” también incluye la posibilidad de que los humanos se extingan en el año 2054, el planeta se vuelva “en barbecho” nuevamente, los pulpos se arrastran a la tierra y toman el lugar de los mamíferos como la especie dominante. A partir de entonces, desarrollan la civilización, la ciencia, la tecnología, etc. Luego, ELLOS inventan la “nanotecnología” mencionada anteriormente. En cuyo caso, sí, será una cosa super grande para el Squibbon.

Entonces, presumiendo las siguientes cosas:

  • Que los humanos sobrevivan el próximo siglo o así.
  • Que los dispositivos micro o nano-tecnológicos son posibles.
  • Que tenemos la capacidad de producirlo en masa industrialmente.

Parece increíblemente probable que los humanos desarrollen esta tecnología dentro de los próximos cien años y que cambiará básicamente todo acerca de nosotros. Pero (y por mucho más tiempo) eso es mucha especulación . ¿Pero por qué cambiaría todo?

Si puede hacer solo cuatro nanomitas (digamos, tomar 16 meses para hacerlos porque es muy difícil), pero esos nanomitas están diseñados bastante bien con capacidades multiuso y pueden, en conjunto, operar en una solución de energía disuelta y fácilmente disponible. y materiales para hacer más; Y suponiendo que esos nanomitas podrían producir un nanomita adicional cada semana (siempre tomando cuatro, 2 para limpiar, 2 para construir), y suponiendo que usted (externamente) no ha hecho más nanomitas por su cuenta (a través del proceso largo, solo para asegurarse de que haya sembrado la solución correctamente), a la larga, estaría aprovechando el crecimiento exponencial.

Como muchas cosas, empezaría muy lento. Los números esencialmente se duplicarían cada mes. Todavía estamos suponiendo mucho (que, a diferencia de todas las máquinas, no se descompondrán; se necesita otra nanomita para hacer una pausa y reparar la que está rota), se puede ver que en solo un año tendrías alrededor de 4100. el año próximo, terminarás con más nanomitas que el peso de la Tierra (lo cual, por razones obvias, es imposible: los nanomitas no pueden llegar al material lo suficientemente rápido, la Tierra los aplastaría para convertirlos en líquido, no habría suficiente energía).

Luego, la pregunta se convierte en “¿Qué hacemos con esta gran capacidad?” Bueno, suponiendo que no nos eliminamos de alguna manera, y en realidad lo dominamos, entonces (suspirando, suponiendo de nuevo) literalmente podríamos hacer algo sobre los límites de la capacidad de la materia. Cambia todo. Cosas como los productos manufacturados dejan de tener valor u obstáculo en la producción de los mismos. El dinero, la riqueza, las necesidades, la escasez, la abundancia, todos carecen de significado.

Incluso la vida misma puede bien (¡suponiendo!) Indistinguiblemente fusionarse con la tecnología. Este es el por qué. Si puedes alterar las “cosas de la vida” en un nivel de nanoescala, entonces la tentación de eliminar lo que se percibe como “aspectos negativos” de nuestra existencia gana fuerza. El pensamiento nos asusta hoy, por supuesto, pero cada generación se siente cada vez más cómoda con los bordes más nítidos de esa tecnología. Donde mi padre mira con repugnancia en Facebook y todas estas personas que comparten detalles íntimos (con sus datos extraídos por compañías masivas), “los niños en estos días” son cada vez más “meh” acerca de su privacidad íntima.

No soy inmune

Se puede suponer que si tal tecnología es viable, las generaciones futuras se sentirán cada vez más cómodas con todos estos cambios que terminan en la humanidad. Y digo “fin de la humanidad” porque (¡suponiendo!) Nos terminaría como especie. Puede que todavía haya descendientes de nosotros para siempre, pero entonces no serán humanos. Todo se reescribe. Hacer que cualquier cosa de cualquier tamaño, desde el sub-microscópico hasta las cosas que alcanzan los límites de tamaño físico disponible para un conjunto dado de materiales (máquinas y edificios, como los tori y los arcos Stanford rotatorios de kilómetros en diámetro para otros sistemas) deje de tener costo Y obstaculizar el esfuerzo frente a ellos.

La capacidad de hacer una autorreplicación de cualquier cosa, elimina los dos factores impulsados ​​por el “costo / esfuerzo” que nos afectan en la actualidad: los humanos. Los humanos son difíciles de reemplazar (para nosotros). Tienen que ser pagados. Tienen vidas para mantener. Cada paso en la cadena económica de cómo vivimos (desde los productos que extraemos y los alimentos que cultivamos, hasta el refinamiento, la producción, la distribución y la venta al por menor), agrega casi TODO el costo de hacer negocios. Si LITERALMENTE elimina a los humanos de cada paso de ese proceso, entonces el costo / esfuerzo deja de tener algún significado por más tiempo. Si literalmente puede hacer cualquier cosa (dentro de los límites de las restricciones que impone la naturaleza), la economía como la conocemos termina.

Y eso es presumir muchísimo.

Esta pregunta depende de lo que ustedes llaman nanotecnología. Tiene muchos significados. Los más populares son los robots de nanoescala. Pero si solo tomamos el término nanotecnología a simple vista, esa es la tecnología que se puede usar para manipular objetos en la nanoescala, ya tenemos nanotecnología. Los semiconductores se basan en la nanoescala, la biología molecular a menudo implica la ingeniería de proteínas, la ciencia de los materiales está interesada en fabricar materiales casi perfectos. Está a nuestro alrededor, pero aún no en la gran forma revolucionaria en que la mayoría de la gente quiere que sea. Para predecir realmente la nanotecnología tenemos que ver 3 preguntas básicas:

  1. ¿Cuál es la próxima gran cosa en los semiconductores para intentar impulsar la ley de Moore?
  2. ¿En qué momento tendremos (poli) ribosomas sintéticos para diseñar perfectamente las proteínas que deseamos como una impresora de proteínas 3D?
  3. ¿Cuándo aparecerán los nanotubos de carbono en los bienes producidos en masa (con qué nivel de pureza), y cuándo lograremos una producción industrial barata de CNT que puedan usarse en la electrónica como transistores?

La buena noticia es que hay una gran investigación aquí; La economía y la escala de los nanotubos de carbono se pueden modelar bastante bien, se pueden hacer algunas buenas predicciones con CNT-FET en la tecnología de semiconductores de la próxima generación y utilizando la ley de Moore, y finalmente creo que podemos hacer algunas predicciones en la escala de tiempo aproximada de la biología sintética Investigación sobre la impresión de proteínas utilizando ribosomas sintéticos basados ​​en publicaciones de investigación actuales.

En cuanto a esas predicciones tanto tecnológicas como económicas, hice una serie de videos basada en mi trabajo de investigación sobre la predicción del futuro de la nanotecnología. Quizás eso ayude. Este es el tercer video que se enfoca en hacer predicciones tecnológicas y económicas.

Los inicios significativos de la tecnología han tardado entre 10 y 30 años en salir a la superficie y otros 10 o 20 años en ponerse de acuerdo. Espero que Nano Technology tarde otros 10 a 20 años en convertirse en una parte seria de nuestra sociedad.

En el momento en que vea el éxito del primer producto comercial, observe la secuencia:
1) Presentando una importante historia de éxito relevante para el consumidor
2) Un año después la cobertura mediática.
3) tres años después, grandes advertencias y críticas de grandes consultoras. El patrón es “Beneficios poco claros”, “Las empresas pierden miles de millones por ello” “Problemas de seguridad”
4) Tres años más después, la industria declara la ruptura a través del año.
5) Tres años más después de eso, finalmente ya no puedes escuchar esos estúpidos debates pro / contra. Es 10 años después de los primeros éxitos comerciales.
6) En los próximos cinco años, el producto se convertirá literalmente en la corriente principal.
7) Ahora es el momento en que esa tecnología hace mucho dinero para las grandes empresas. Han pasado 15 años desde los éxitos iniciales y aproximadamente 50 años después de la primera invención o descubrimiento de un fenómeno determinado.

Compare lo anterior con semiconductores, superconductores, Internet, comunicación móvil e incluso con tecnologías menos sofisticadas como la impresión 3D, que también se desarrolló en los años 80.

He estado siguiendo la nanotecnología desde que era un químico universitario en 2003. En 2003, la gente estaba realmente entusiasmada con la nanotecnología. Smalley, Curl y Kroto recibieron el Premio Nobel de Química en 1996 por el descubrimiento de los fullerenos, y el mundo estaba alborotado sobre el potencial de la nanotecnología. Algunos afirmaron que daría paso a futuros utópicos de nanofábricas de computadoras de escritorio que podrían producir medicamentos complejos a pedido. Otros creyeron que traería un futuro distópico de nanomáquinas auto-replicantes que se replican sin fin y cubren el mundo con una sustancia gris de máquinas diminutas. Lo que me viene a la mente sobre esta era es una bola de boliche. Hubo todo este bombo en torno a cuán grande sería la nanotecnología, y lo único que recuerdo haber visto en una nota de prensa fue sobre una bola de bolos cubierta con fullerenos (Nanotech podría darle un nuevo giro a los deportes) que lo hizo girar mejor. Una bola de boliche.

Avancemos a 2016, y gran parte de esa exageración se ha extinguido. La compañía de bolas de boliche está fuera del negocio. La nanotecnología no ha dado paso a una nueva era de la tecnología. La nanotecnología ha abierto una gama de materiales interesantes. Esos materiales pueden resultar muy útiles para resolver problemas en la distribución de medicamentos y materiales. No ha provocado un cambio de paradigma en la forma en que pensamos acerca de la ingeniería y la ciencia.

¿Será importante la nanotecnología en el futuro? Sí, probablemente desempeñará un papel en el futuro. Gran parte de la ciencia pura se desarrolló en las últimas dos décadas. Sin embargo, las aplicaciones siguen siendo esquivas. El dinero es el gran deflactor del bombo. Si la nanotecnología es tan sorprendente, ¿dónde están todas las aplicaciones comerciales? Todas las empresas derivadas de la nanotecnología han dado rendimientos mediocres en el mejor de los casos. Nanosphere, una de las pocas empresas que cotizan en bolsa en nanotecnología, pierde cada año decenas de millones de dólares (Nanosphere Quarterly Cash Flow Statement 2015 Q3, 2015 Q2).

La nanotecnología ha tenido mucho éxito en capturar la imaginación del público. La nanotecnología les da a las personas la falsa ilusión de que pueden reducir cada día los objetos para resolver problemas. Para vencer a las células cancerosas, las personas se imaginan haciendo un pequeño robot asesino que busca las células cancerosas y las apuñala. Realmente no funciona de esa manera. La realidad es que cualquier cosa nano tiene que controlar el ensamblaje y el reconocimiento con una precisión de nivel atómico. Eso se llama química. Y, las reglas son muy diferentes a las reglas para el ensamblaje a gran escala.

No creo que miremos hacia atrás dentro de un siglo y veamos la nanotecnología como un punto de inflexión tecnológico para la humanidad. Es solo otra herramienta en la caja de herramientas para resolver problemas, y aún no ha demostrado ser particularmente útil.

La nanotecnología no es realmente un campo. Es un dominio para el trabajo o un área de investigación . Tiene muchos campos que se aplican. Sería sospechoso de cualquier programa que pretenda enfocarse en él como una disciplina .

Como usted probablemente sabe, nano la idea, fue impulsada en gran parte por un ensayo del gran físico Richard Feynman. Para obtener más información, consulte muchos comentarios y versiones de “Hay mucho espacio en la parte inferior”. Los físicos tienden a ser matemáticos / matemáticos cuantitativos en estos días, especialmente en universidades o países de baja tecnología que se enfrentan a problemas candentes. Trabajan en nano, pero no realmente en un sentido directo o continuo. La física es un gran lugar … Me temo que ya no significa mucho.

Los químicos también hacen mucha nanotecnología, especialmente en la ciencia de los materiales. La ciencia de los materiales es su propio campo en muchos lugares, también, con enfoques en recubrimientos, grafeno y otros, especialmente tecnologías basadas en carbono o metálicas. Los recubrimientos eléctricos podrían fácilmente implicar la nanotecnología para hacer que los autos brillen en diferentes colores, y así sucesivamente.

La biología tiene que ver con la edición de genes en estos días. CRISPR es un mecanismo tomado de bacterias que permite un empalme de genes económico y relativamente fácil. Se podría considerar nano.

Luego están las máquinas pequeñas … estas pueden ser biomédicas, industriales / químicas, eléctricas / computacionales o basadas en ingeniería mecánica. Este es el movimiento de mini-robot destinado a limpiar nuestras arterias, etc. Enjambres de estos con fines militares podrían ser un campo, mientras que las aplicaciones medicinales podrían ser otro.

Es una gran área de investigación , pero una vez más, no es realmente una disciplina . Nuestras universidades aún tienden a estar estructuradas por disciplinas en lugar de áreas de investigación, por lo que es mejor saber en qué estás interesado en trabajar, y luego ir a esa disciplina donde puedes especializarte en un enfoque de investigación.

Aparentemente, la respuesta a esta pregunta depende de su definición de nanotecnología.

Batelle Memorial Institute reunió muchas de las principales luces del campo de la nanotecnología para producir Nanosistemas productivos: una Hoja de ruta tecnológica . Este documento de casi 200 páginas dice: “Las tecnologías atómicamente precisas (APT) tienen el potencial de enfrentar muchos de los mayores desafíos globales, trayendo revoluciones en la ciencia, la medicina, la energía y la industria. Esta hoja de ruta tecnológica señala el camino para que las iniciativas de investigación estratégica cumplan esta promesa “.

En principio, la nanotecnología finalmente nos promete una década futura en la que la materia se puede ensamblar rápida y automáticamente en varias configuraciones según sea necesario, y posteriormente se desmonta en moléculas constituyentes o incluso en elementos cuando ya no se requiere esa configuración.

Según Batelle, existen cinco tipos de nanotecnología, con diferentes grados de madurez y factibilidad a partir de 2014:

1. Los sistemas nanoelectrónicos, AKA fabricación de semiconductores, son una industria de $ 100 mil millones

2. La fabricación atómicamente precisa, el “concepto original” en nanotecnología, es una revolución pendiente. Aún no ha ocurrido nada comercialmente significativo.

3. Los nanobots, el concepto a menudo mencionado en los medios populares, siguen siendo ficticios.

4. Los nanomateriales y dispositivos tienen muchas aplicaciones de nicho.

5. El diseño molecular y la síntesis se entrelazan con la química, los biopolímeros y otras ciencias de los materiales [1]

Los sistemas de fabricación a nanoescala han sido prototipados en el laboratorio. [2] La fabricación a nanoescala de nanodispositivos electrónicos y médicos en funcionamiento a través de nanorobots con nanomotores que funcionan con energía química, autopropulsados ​​y controlados magnéticamente también ha sido prototipada. [3]

Los escépticos afirman que lo que Eric Drexler, fundador del campo, denomina mecanosíntesis , el ensamblaje de objetos molécula por molécula, no será un proceso sencillo al menos en las aplicaciones de fabricación. Algunos incluso creen que las interacciones entre las moléculas harán esto imposible. [4]


[1] Los cinco tipos de nanotecnología.

[2] Robots moleculares en líneas de nanoensamblaje.

[3] La ‘litografía nanomotora’ proporciona una nanofabricación más simple y asequible

[4] pionero de la nanotecnología.

No soy profesional, pero a pesar de que siempre creí que hay 3 cosas que serán la revolución de la próxima generación, como lo fue Internet en los 90.

Son-

1. nanotecnología

2. agricultura ecológica y

3. aplicaciones de células madre

Ya sabes cómo el hombre siempre tiene un celo para evolucionar hacia la siguiente etapa,

Bueno, ahí estás con las nanociencias.

usted puede trasplantar, implantar, superar las cosas dentro y fuera del cuerpo de una manera que nunca podría haberse imaginado. Soy un profesional de la medicina y me doy cuenta del potencial que estas cosas pequeñas y pequeñas poseen, económica, médica o quirúrgicamente. Si está imaginando solo el marcapasos o los dispositivos que puedo colocar en el cuerpo, está cometiendo un grave error. Usted sabe que las nanocápsulas y las jeringas para administrar las ampollas transdérmicas han estado llegando a estos días en las pruebas de campo y cambiarán la visión de la medicina que usted ve hoy.

Miras la telivisión o hablas con tus amigos, necesitan satélites y sistemas espaciales, sabes lo que la NASA y otras agencias espaciales prefieren actualmente para construir estos objetos, los nanocompuestos. y material similar.

En estos días, incluso para la agricultura, se está preparando el nanogel .

Así que en un zoom, diría que puede que no esté tan lejos, que llegue un día en el que usarás un aparato para el hogar basado en la nanofísica.

La ignorancia, digo, es la razón por la que las personas no consideran la nanotecnología como algo que se elige para la vida.

Pero si me preguntas, te diré que una persona gana una ronda de apreciación de mi parte si se presenta a mí mismo como un nano investigador y me encantaría estar en su círculo de por vida, saber y formar parte del futuro. y la evolución.

¿Evolución? confundido por qué estoy arrastrando esto aquí?

Chico, si no sabes esta parte, entonces confía en mí, no sabes la guinda del pastel sobre la nanociencia.

Nano se está habilitando para usarse en terapia génica y puede ser el motivo por el cual no podemos ver que las personas evolucionen en exámenes físicos con genes mejorados y que la salud rectifique los genes malos pronto.

Así que voy a detenerme ahora porque el alcance de la nanotecnología está fuera de mi capacidad verbal.

Y gracias por tener esta pregunta en quora.

De las presentaciones que he visto en este campo:

  1. La nanotecnología necesitará algunos años aún en modo de crecimiento lineal antes de que realmente tenga un impacto y muchas personas no se den cuenta de que está acelerando.
  2. La nanotecnología aún se encuentra principalmente en el ámbito académico porque existe demasiado en cuanto a riesgos / beneficios. La tecnología está demasiado lejos de las aplicaciones del mundo real, considerando particularmente los costos de un ensayo médico humano a gran escala que tendríamos que pagar.
  3. La nanotecnología acelerará la investigación científica y creará un nuevo conjunto de herramientas para investigar procesos celulares. El resultado de este conocimiento se traducirá directamente.
  4. La nanotecnología y los nanomateriales estarán sujetos a una legislación compleja en gran parte debido a la toxicidad potencial de los materiales. Esto también mantiene un poco la inversión, ya que esperan tener una historia de éxito para montar.
  5. El campo de la nanotecnología se dividirá a lo largo de los límites biológicos: los nano-dispositivos que se diseñan de abajo hacia arriba y los que se basan en la maquinaria celular existente. Los últimos materiales / enfoques serán las tecnologías más traducibles.

No hay duda de que la tecnología será esencial y transformará nuestro mundo, lo que es más difícil de entender es cómo el negocio de la nanotecnología podría ser más como la investigación académica o la investigación industrial o la transferencia de tecnología. Creo que todavía habrá algunos años (supongo 7) en los que esta tecnología aún se encuentra principalmente en el ámbito académico, y solo ocasionalmente se aplica a problemas comercialmente relevantes.

Tenga en cuenta que una vez que esta tecnología despegue, es casi seguro que se acelerará muy rápidamente. Tiene muchas de las propiedades similares a las máquinas de computación que se someten a la “ley de Moore”.

Se espera que el mercado global de nanomateriales se acelere debido a las oportunidades de presencia en la industria de la salud y electrónica. Además, se espera que el aumento de la demanda de aplicaciones militares y aeroespaciales eficientes agregue combustible al mercado.

ANALISIS DE ALTO NIVEL
Las oportunidades emergentes para el mercado de nanomateriales están permitiendo el análisis de 360 ​​’del mercado. Esto ha permitido al analista presentar su opinión que se deriva de la inteligencia obtenida de las tendencias actuales del mercado. En este informe, el mercado se analiza a través de diferentes perspectivas, como el análisis de la cadena de valor, la dinámica del mercado, los mejores bolsillos de inversión, estudios de casos y ensayos clínicos. El informe también incluye factores de alto impacto, segmentos clave del mercado y el análisis de las cinco fuerzas de Porter, que muestra el entorno externo del mercado. El panorama competitivo permite a los tomadores de decisiones identificar las estrategias clave adoptadas por los principales actores del mercado de nanomateriales.

Lea más sobre esta investigación en el mercado de nano materiales: World Nano Materials

La nanotecnología ya es enorme. ¡Tú, yo y todos los demás seres vivos son el resultado del tipo de nanotecnología más sorprendente conocido como biología! Las proteínas y los ensamblajes de proteínas son la nanotecnología más perfecta posible. Solo eche un vistazo a este video que muestra un virus que infecta una bacteria

¡Ten en cuenta que las patas del virus tienen un par de átomos de espesor!

Si realmente dominamos la nanotecnología, espero que los productos del futuro crezcan como las plantas y los animales de hoy.

Sí, será más que enorme. Y es extraordinariamente más inminente de lo que nadie se da cuenta. Espere ver nano-fábricas de escritorio dentro de su vida laboral.

“Grande” como en popular? Eso probablemente variará dependiendo de las aplicaciones específicas.

La nanotecnología ya existe, solo se ejecuta silenciosamente en segundo plano y hace metales más fuertes, en ocasiones ayuda a crear metamateriales exóticos, pero en su mayoría solo mejora ligeramente las cosas normales. En teoría, podría contribuir a un invento realmente impresionante y ser “grande”, pero eso no importa.

¡Las posibilidades son, honestamente, infinitas! Recientemente he estado trabajando en un blog para resaltar algunas de las aplicaciones actuales y futuras de la nanotecnología. Échale un vistazo: Nanosharks