Nanoingeniería

Nanoingeniería es la práctica de la ingeniería en la nanoescala. Su nombre deriva del nanómetro, una unidad de medida que equivale a la mil millonésima parte de un metro.

La nanoingeniería es en gran parte un sinónimo de nanotecnología, pero enfatiza los aspectos de ingeniería en lugar de los aspectos de ciencia pura del campo.

Historia

• 4a Century Roma: La Copa de Lycurgus fue elaborada con vidrio dicroico que es un producto de nanoingeniería
• 6-15a Centurias: Se crearon ventanas de vidrio manchadas en catedrales europeas que contenían nanopartículas de cloruro de oro u otros óxidos de metal o cloruros. Estas nanopartículas dan al vidrio sus colores vibrantes.
• 9a-17a Centurias: Se utilizó una capa brillante en el exterior de la cerámica que contiene plata, cobre u otras nanopartículas metálicas.
• 13-18a Centuries: Las hojas de sable "Damascus" fueron elaboradas usando técnicas que dieron lugar a nanotubos y nanowires cementados.
• 1950: Victor La Mer y Robert Dinegar crearon un proceso que se utilizó para crear papeles especializados, pinturas y películas delgadas a nivel industrial mediante el cultivo de materiales coloides monodisperos.
• 1959: Richard Feynman dio la primera conferencia sobre tecnología e ingeniería molecular o simplemente nanoingeniería.
• 1981: Gerd Binnig y Heinrich Rohrer inventaron el primer microscopio atómico llamado microscopio de escaneo que permitió a los científicos ver átomos individuales
• 1991: El nanotubo de carbono fue descubierto por Sumio Iijima que se convirtió en importante debido a su fuerza, y conductividad eléctrica y térmica
• 2004: SUNY Albany inició el primer programa universitario que se centró en la nanoingeniería en los Estados Unidos. Se llamaba el Colegio de Ciencias e Ingeniería de Nanoscale
• 2009-2010: Los dispositivos de montaje de nanoescala robótica fueron creados por Nadrian Seeman y sus colegas. Estos dispositivos se utilizarían para crear estructuras de ADN 3D utilizando cristales de ADN

Programas de grado

El primer programa de nanoingeniería se inició en la Universidad de Toronto dentro del programa de Ciencias de la Ingeniería como una de las opciones de estudio en los últimos años. En 2003, el Instituto de Tecnología de Lund inició un programa en Nanoingeniería. En 2004, se fundó la Facultad de Ciencias e Ingeniería a Nanoescala de la Universidad de Albany, SUNY, la primera de su tipo en los Estados Unidos. Posteriormente, la universidad se fusionó con SUNY Poly, pero se reincorporará a la Universidad de Albany en 2023. En 2005, la Universidad de Waterloo estableció un programa único que ofrece un título completo en Ingeniería en Nanotecnología. Louisiana Tech University inició el primer programa en los EE. UU. en 2005. En 2006, la Universidad de Duisburg-Essen inició un programa de licenciatura y maestría en nanoingeniería. A diferencia de los primeros programas de nanoingeniería, el primer departamento de nanoingeniería del mundo, que ofrece títulos de pregrado y posgrado, fue establecido por la Universidad de California en San Diego en 2007. En 2009, la Universidad de Toronto comenzó a ofrecer todas las opciones de estudio en ciencias de la ingeniería como títulos, trayendo el segundo título en nanoingeniería a Canadá. Rice University estableció en 2016 un Departamento de Ciencia de Materiales y Nanoingeniería (MSNE). DTU Nanotech, el Departamento de Micro y Nanotecnología, es un departamento de la Universidad Técnica de Dinamarca establecido en 1990.

En 2013, la Universidad Estatal de Wayne comenzó a ofrecer un Programa de Certificado de Pregrado en Nanoingeniería, que está financiado por una subvención de Educación de Pregrado en Nanoingeniería (NUE) de la Fundación Nacional de Ciencias. El objetivo principal es ofrecer formación de pregrado especializada en nanotecnología. Otros objetivos son: 1) enseñar tecnologías emergentes a nivel de pregrado, 2) capacitar a una nueva fuerza laboral adaptable y 3) volver a capacitar a ingenieros y profesionales en activo.

Técnicas

• Microscopio de túneles de exploración (STM) - Se puede utilizar tanto para la imagen como para manipular estructuras tan pequeñas como un átomo único.
• Molecular auto-assembly - Las secuencias arbitrarias del ADN ahora se pueden sintetizar barato en granel, y se utilizan para crear proteínas personalizadas o patrones regulares de aminoácidos. Del mismo modo, las cadenas de ADN pueden unirse a otras cadenas de ADN, permitiendo crear estructuras sencillas.