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¿Qué es la nanotecnología y cómo funciona?

En este momento existen pequeñas redes de maquinaria diseñada dentro de su cuerpo. EstÔ en todos nosotros y en casi todo. Se llama nanotecnología. Se ha puesto en nuestro aire, lluvia, suelo, plantas, animales y en cada ser humano. La nanotecnología implica diseñar y manipular Ôtomos y moléculas a nanoescala (1-1000 nanómetros). Las partículas en esta escala se denominan nanopartículas . El rango de escala de 1 a 100 nanómetros es donde ocurren los efectos cuÔnticos, por lo que algunas organizaciones tienden a enfatizar este rango dentro de la nanoescala hasta el punto de definir las nanopartículas como tales, lo cual es un nombre inapropiado. "Los nanomateriales pueden definirse como sustancias físicas de las cuales una sola unidad tiene un tamaño (en al menos una dimensión) de entre 1 y 1000 nanómetros (10-9 metros), [pero] generalmente es de 1 a 100 nm (la definición habitual de nanoescala). ".
Nanomateriales

La ingeniería de nanopartículas se llama nanotecnología. La palabra "nanopartículas" se refiere a nanopartículas sintéticas obtenidas a partir de este proceso y se utilizarÔ como sinónimo de "nanotecnología" en este sitio web.

La nanotecnología en nuestros cuerpos consiste en nanopartículas diseñadas y maquinaria a nanoescala conocida como nanomÔquinas o nanobots. Contienen software integrado para almacenamiento y realización de tareas. Tienen transceptores para enviar y recibir mensajes a nivel nano. Tienen la capacidad de reproducirse . Pueden fabricar y replicar componentes y son capaces de autoensamblarse . EstÔn equipados con nanosensores y actuadores que utilizan tecnologías de comunicación a nanoescala (comunicación molecular/comunicación nanoelectromagnética basada en terahercios). También contienen un generador de energía que recolecta energía del cuerpo, que puede almacenar energía en células dentro de la nanomÔquina y mantener una corriente eléctrica en el software.

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CrƩdito de la imagen: Blog de la IFTF

Las nanomƔquinas dentro del cuerpo forman nanoredes intracorporales, conocidas como Internet de las nanocosas (IoNT).

Las redes dentro de nosotros se conectan a redes de dispositivos fuera de nosotros, lo que se conoce como Internet de las cosas (IoT).

Electromagnetic Nanonetworks.png

Ayudas visuales muy Ćŗtiles contenidas aquĆ­:

Nanored intracorporal

Los nanosensores, biosensores o bionanosensores son nanoestructuras que detectan y miden una variedad de cosas como productos quĆ­micos, luz, temperatura, gases, campos elĆ©ctricos, materiales fĆ­sicos o biológicos a nanoescala. Los ā€œ biosensores ā€ son nanosensores que tienen elementos biológicos en su construcción.

Hay varias formas de categorizar los tipos de nanosensores según su estructura y aplicación. Los nanosensores, junto con las nanoantenas y los nanotransceptores, forman redes inalÔmbricas de nanosensores (WNSN).

Los nanosensores se utilizan en todo, desde diagnóstico médico hasta electrónica, monitoreo de la calidad del agua, modificación del clima, agricultura y producción de alimentos, incluido el envasado y el transporte.

optical biosensors.jpeg

There are several ways to categorize the types of nanosensors based on their structure and application. Nanosensors, along with nanoantennas, and nanotransceivers, form wireless nanosensor networks (WNSN’s). 

Nanosensors are used in everything from medical diagnostics to electronics, monitoring water quality, weather modification, farming, to food production including packaging and transportation.

plataformas de nanoportadores_edited_edited.jpg

"Recientemente, los nanosensores han tenido muchas aplicaciones en los campos de la farmacia, la medicina, la industria, etc. Los nanosensores pueden utilizarse para resolver muchos problemas humanos y tratar enfermedades, ya que pueden adaptarse fƔcilmente al medio ambiente".

Nanosensores para aplicaciones químicas, biológicas y médicas

Dennis Bushnell, ex científico jefe del Centro de Investigación Langley de la NASA, habla en este vídeo sobre la red global de sensores que contiene entre 10 y 100 billones de sensores conectados en red y monitoreados por satélites, todo en un plazo de 5 a 10 años, según el PentÔgono. Esto fue registrado en 2018.

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Credito de imagen

Ejemplo de la conectividad de los tƩrminos "Internet de" que se encuentran aquƭ , que incluyen Internet de las Nano-Cosas (IoNT). Muchos subconjuntos compartimentados separados de Internet de todo (IoE) e Internet de las cosas (IoT) se conectan entre sƭ para formar una red conectada unificada general.

Las nanomÔquinas se comunican entre sí dentro del cuerpo. También se comunican con dispositivos fuera del cuerpo. Hay muchos tipos de comunicación empleados. En aras de la simplicidad, aquí sólo se analizarÔn los tipos principales.

La Asociación de EstÔndares del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, conocida como IEEE, estÔ realizando esfuerzos para desarrollar el marco para la comunicación molecular y a nanoescala. MÔs específicamente, la prÔctica recomendada IEEE P1906.1 para el marco de comunicación molecular y a nanoescala, que es un grupo de estÔndares IEEE patrocinado por la Junta de Desarrollo de EstÔndares de la Sociedad de Comunicaciones IEEE. El IEEE es la autoridad reguladora mÔs importante en materia de estÔndares de ingeniería y comunicaciones en todo el mundo. Cubren toda la nanotecnología, incluidas las nanomÔquinas bacterianas diseñadas y cómo se conectan a dispositivos en el medio ambiente.

(para mÔs información sobre IEEE, haga clic aquí )

Ian Akyildiz ayudó a formar el Centro NaNoNetworking en Cataluña ( N3Cat ). Describen la comunicación de las nanomÔquinas como tal: Las nanoredes son la interconexión de nanomÔquinas y, como tales, amplían las capacidades de una sola nanomÔquina.

WBAN

​

“We use the Internet of Bodies in our Central Command Platform for City Management, Security, and Surveillance.”

WBAN and BBN.png

Wireless Body Area Network (WBAN) and Body-to-Body Network (BBN or B2B)

Source

​

​​Human skin serving as a layer of wireless computer networking:

The Internet of Bio-Nano-Things (IoBNT) and Wireless Body Area Network (WBAN) use biocyber interfaces to connect with the Internet of Things (IoT).

Both the WBAN, which has existed prior to 2004, and the IoBNT, continue to be developed. 

The first international standard for Wireless Body Area Networks (WBANs) (802.15.6) was published in 2012 by the IEEE. It was made for both medical and non-medical uses. 

“Short-range, wireless communications in the vicinity of, or inside, a human body (but not limited to humans) are specified in this standard.”

Coinciding with that standard, nanoscale antenna made from graphene were being developed.

According to Professor Akyildiz, as seen in the video the clip below, they had tried to apply for the patent on graphene-based plasmonic nano-antenna earlier on. However, the CIA had prevented it until the release of the patent by the CIA in 2017. 

Ian Akyildiz helped form The NaNoNetworking Center in Catalonia (N3Cat). They describe the communication of nanomachines as such: Nanonetworks are the interconnection of nanomachines, and as such expand the capabilities of a single nanomachine.

figura 7 ¿qué es nano.png?
Figura 4 ¿Qué es nano.png?

En este documento se analizan múltiples redes a nanoescala instaladas dentro de humanos utilizando la banda de Terahercios y MAC. Requiere Bluetooth y comunicaciones de campo cercano (NFC), que se encuentran en dispositivos inteligentes como los teléfonos móviles.

​“…THz communication acts as a bridge, facilitating the conversion of information between the molecular domain (inside the body) and the electromagnetic domain (outside the body).”

Para obtener información mÔs detallada sobre cómo funciona la comunicación del Internet de las Nano-Cosas (IoNT) en THz, consulta esta entrevista a Josep Jornet (sÔltate los primeros 6 minutos):

How Terahertz relates to gene editing:

degree of unwinding.jpeg

“Unwinding the double helix of the DNA molecule is the basis of gene duplication and gene editing, and the acceleration of this unwinding process is crucial to the rapid detection of genetic information. Based on the unwinding of six-base-pair DNA duplexes, we demonstrate that a terahertz stimulus at a characteristic frequency (44.0 THz) can serve as an efficient, nonthermal, and long-range method to accelerate the unwinding process of DNA duplexes.”

Cómo se conectan 5G y 6G a las nanoredes:

Plasmónica:

La plasmónica (también conocida como nanoplasmónica) es una forma de comunicación de nanomÔquinas que implica enviar, recibir y manipular señales ópticas. El grafeno en relación con la plasmónica ha jugado un papel clave en el desarrollo y uso de nanomÔquinas.

"Una nanopartícula [plasmónica] puede describirse como una antena, que mejora la emisión de luz que se irradia hacia el campo lejano, en consonancia con otras señales espectroscópicas que se mejoran con plasmones al aumentar la absorción o la emisión de fotones".

Ejemplos de plasmónicos nanoscópicos son el óxido de grafeno, el nanooro, el óxido de hierro y el dióxido de titanio.

Los óxidos de hierro y el dióxido de titanio se añaden a nuestros alimentos y medicinas .

Las nanobarras de oro se encuentran en el aire y se utilizan en aerosoles para geoingenierĆ­a .

El dióxido de titanio también se encuentra en protectores solares y cosméticos : los plasmónicos mejoran la penetración en la piel .

El óxido de grafeno se utiliza en el sector sanitario y en aerosol para geoingeniería .

​

El óxido de grafeno y el óxido de hierro, ademÔs de ser plasmónicos, también son magnéticos.

La optogenética es un Ôrea de la nanotecnología que implica el uso de luz para manipular neuronas específicas para controlar su comportamiento, reprogramar el genoma de forma inalÔmbrica y mÔs. Las interfaces ópticas nano-bio conectan las redes biológicas con los sistemas informÔticos electrónicos tradicionales.

La optogenética es un Ôrea de la nanotecnología que implica el uso de luz para manipular neuronas específicas para controlar su comportamiento, reprogramar el genoma de forma inalÔmbrica y mÔs. Las interfaces ópticas nano-bio conectan las redes biológicas con los sistemas informÔticos electrónicos tradicionales.

La optogenética es un Ôrea de la nanotecnología que implica el uso de luz para manipular neuronas específicas para controlar su comportamiento, reprogramar el genoma de forma inalÔmbrica y mÔs. Las interfaces ópticas nano-bio conectan las redes biológicas con los sistemas informÔticos electrónicos tradicionales.

"La optogenética es un enfoque elegante para controlar y monitorear con precisión las funciones biológicas de una célula, grupo de células, tejidos u órganos con alta resolución temporal y espacial mediante el uso de sistemas ópticos y tecnologías de ingeniería genética".

"Las moléculas fluorescentes, como las proteínas fluorescentes, los puntos cuÔnticos y los tintes orgÔnicos, también se pueden utilizar para realizar una interfaz óptica selectiva en longitud de onda. Las moléculas de tintes orgÔnicos se han utilizado como antenas nanotransceptoras para nanoredes moleculares basadas en FRET. Actúan como moléculas únicas. Interfaces ópticas que reciben señales de control óptico de una fuente externa y las transmiten de forma no radiativa a una nanored basada en FRET.

Algunas nanomáquinas son fotomecánicas, lo que significa que se mueven cuando se exponen a la luz. Contienen fibras de cristal fotoquímico. Algunas nanomáquinas también pueden moverse cuando se exponen a campos magnéticos. Caen en las categorías de optogenética y/o magnetogenética.

optigenética: ¿qué es nano.jpeg?

(Crédito de la foto: Rabih O. Al-Kaysi, del enlace a continuación)

ā€œParece una araƱa y corre como una araƱa,

pero en realidad es un pequeƱo motor hecho de

MolƩculas cristalizadas que se mueven cuando se exponen a la luz.

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(Crédito de la foto: Rabih O. Al-Kaysi, del enlace a continuación)

ā€œParece una araƱa y corre como una araƱa,

pero en realidad es un pequeƱo motor hecho de

MolƩculas cristalizadas que se mueven cuando se exponen a la luz.

Are self-assembling
optigenética: ¿qué es nano.jpeg?

(Crédito de la foto: Rabih O. Al-Kaysi, del enlace a continuación)

ā€œParece una araƱa y corre como una araƱa,

pero en realidad es un pequeƱo motor hecho de

MolƩculas cristalizadas que se mueven cuando se exponen a la luz.

ā€œEl sistema de edición del genoma conocido como CRISPR permite a los cientĆ­ficos eliminar o reemplazar cualquier gen objetivo en una cĆ©lula viva. Los investigadores del MIT ahora han agregado una capa adicional de control sobre cuĆ”ndo y dónde ocurre esta edición genĆ©tica, haciendo que el sistema responda a la luzā€.

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OptogenƩtica y smartphones:

Visible Light Communication (VLC):

visible light comm.jpeg

​“In telecommunications, visible light communication (VLC) is the the use of visible light…as a transmission medium. VLC is a subset of optical wireless technologies. 

The technology uses fluorescent lamps (ordinary lamps, not special communications devices) to transmit signals…over short distances.

Specially designed electronic devices generally containing a  photodiode receive signals from light sources, although in some cases a cell phone camera or a digital camera will be sufficient.”

Wikipedia: Visible light communication

​

An Introduction to Visible Light Communication (VLC) (video)

​

“The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) has standardized the physical layer (PHY) and medium access control (MAC) sublayer for short-range optical wireless communications (OWC), including VLC and optical camera communications (OCC).”

Experimental Measurements of a Joint 5G-VLC Communication for Future Vehicular Networks

​

A Wide-Area Coverage 35 Gb/s Visible Light Communications Link for Indoor Wireless Applications

​

Visible Light Communication Module: An Open Source Extension to the ns3 Network Simulator with Real System Validation Two scenarios are used in the validation of the VLC module

 

Data Transmission via Visible Light Communication (VLC) Technique

​

Visible Light Communication System Technology Review: Devices, Architectures, and Applications

Puntos cuƔnticos:

Los puntos cuÔnticos son nanopartículas semiconductoras elementales que miden entre 1,5 y 10 nanómetros.

Algunos ejemplos de estos se pueden encontrar aquí al seleccionar "Puntos cuÔnticos" en el menú. Constituyen una lista de materiales semiconductores disponibles fabricados por American Elements .

​

La ingenierƭa reticular utiliza un proceso realizado a nanoescala llamado "dopaje" en el que se aƱaden partƭculas conductoras (tambiƩn conocidas como "impurezas") a materiales semiconductores y no conductores.

"En la producción de semiconductores, el dopaje es la introducción intencionada de impurezas en un semiconductor intrínseco con el fin de modular sus propiedades eléctricas, ópticas y estructurales. El material dopado se denomina semiconductor extrínseco".

Definición de Wikipedia de "dopaje"

"El cuerpo humano actúa como un semiconductor, por lo que su resistencia varía con la tensión. El Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (valor medio) establece el valor de la resistencia eléctrica del cuerpo humano en 2.500 ohmios."

Resistencia elƩctrica del cuerpo humano.

Los ejemplos de semiconductores de óxido del enlace anterior incluyen óxido de hierro, dióxido de titanio, dióxido de titanio anatole y óxido de zinc rutilo, todos los cuales estÔn aprobados por la FDA como aditivos alimentarios.

Cuando se ingieren, los humanos se convierten en semiconductores, ya que estos puntos cuƔnticos mejoran la conductividad del cuerpo.

3D Bioprinting

Impresión 3d:

3D printing is bioprinting. 

When scientists refer to printing, they're referring to 3D and 4D bioprinting. 3D and 4D bioprinting involve programmable shape-shifting nanotechnology enabled smart materials. Smart materials can change their properties according to external stimuli (such as temperature, force, moisture, electric charge, magnetic fields and pH) and/or their environment.

​

How 3D Printing is the Key to Nanotechnology (video)

​

Marriage of synthetic biology and 3D printing produces programmable living materials

 

Smart Materials Using Nanotechnology To Produce The Materials To Be Used In Applications Of The Future

​

3D and 4D bioprinting is used in medical, engineering, food, and more.

 

“What is 4D Printing?”

 

4D printing technology in medical engineering: a narrative review

​

Forever and Ever: 3D-Printed Magnetic Liquids

alternate link:

Forever and Ever 3D printed magnetic liquids from Policy Horizons 

​

A review on 3D printed smart devices for 4D printing

​

3D bioprinting in food:

 

3D bioprinting in vertical farming:

 

3D bioprinting in fast food:

 

3D bioprinting in Covid shots:

The NIH tells us 3D printed magnetic microfluids are used in the making of Covid shots. Elon Musk and his Tesla 3D molecule printer played a significant role in this:

​

3D bioprinting used in the making of healthcare equipment (face masks, face shields, rapid detection kits, testing swabs, biosensors, and various ventilator components):

 

3D bioprinting of human organs:

4D Bioprinting

​​Reprogramming Human Cells:

“Human Cell Engineering" involves inserting new DNA code into human beings with the Lentivirus, a special type of virus used in genetic engineering. Lentivirus is a "plasmid" based on the HIV-1 virus. It is able to "infect" human cells (eukaryotic cells) and inject new DNA code into human cell DNA.

This technique, upon cell replication, would enable human cell reprogramming.

Prof. Dr. İlhan Fuat Akyıldız

​

The Capability To Wirelessly Edit Your Genome:

 

CRISPR & DREADDS:
CRISPR stands for Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats.
DREADDS stands for Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs.

​

 

Cello:

A human made programming language that allows doctors and others to reprogram engineered bacteria to perform whatever is needed in the human body, remotely and wirelessly.

​

Bi-Fi:

Biological Internet and communication through a biological communication network embedded in human bodies. It uses an innocuous bacterial virus to send information from cell to cell.

Stanford Bioengineers Introduce Bi-Fi: The Biological Internet​​

​

MI-FI technology:

​​

Biofield:

​​

Biomimetics:

​​

Human Digital Twins:

​​

Radar based human activity recognition:

“Radar systems are increasingly being employed in healthcare applications for human activity recognition [HAR]…”

Radar-based human activity recognition with adaptive thresholding towards resource constrained platforms

​

“Extensive research showed that the physiological response of human tissue to exposure to low-frequency electromagnetic fields is the induction of an electric current in the body segments. As a result, each segment of the human body behaves as a relay, which retransmits the radio-frequency (RF) signal. To investigate the impact of this phenomenon on the Doppler characteristics of the received RF signal, we introduce a new three-dimensional (3D) non-stationary channel model to describe the propagation phenomenon taking place in an indoor environment.”

​

Further study:

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