Nanopartículas y nanotecnología

www.etcgroup.org
Silvia Ribeiro
Grupo sobre Erosión, Tecnología y
Concentración (Grupo ETC)
www.etcgroup.org / [email protected]
Nanotecnología:
La manipulación de la materia
a la escala del nanómetro (la
millonésima parte de un
milímetro)
A nivel nanométrico los elementos cambian las
propiedades físicas y químicas (efecto
cuántico)
* el oro a nivel nanométrico es rojo
* diamante y grafito contienen solo átomos de
carbono, uno es blando y otro extremadamente
duro, debido a como están ordenados los
átomos en la molécula.
* el carbono normalmente no conduce
electricidad (por ej como diamante) los
nanotubos de carbono sí conducen
electricidad.
Tabla periódica de elementos
Paleta del nanotecnologo
Nanopartículas de elementos
disponibles comercialmente
actual y futuro cercano
Aplicaciones actuales de la
nanotecnología
Nanopartículas: materiales de
construcción, materiales bélicos,
aerosoles,barnices,raquetas de tenis,
textiles, medicamentos,
bloqueadores solares, cosméticos,
aditivos alimentarios, plaguicidas
Nano en agricultura y alimentos
•Plaguicidas en nanocápsulas y
administración“controlada”
•Sensores para vigilancia de cosechas y
ganado
•Acuacultura (vacunación de peces)
•Avicultura: administración de antibióticos
Nanofarmacéutica
• Administración de medicamentos en
nanocápsulas
• Test por microfluidos
• Tejidos nanoconstruidosbiocompatibilidad
• ADN sintético
Sigue
nanofoo
d
• Plástico con bacterias sensibles a
estados de los alimentos
• Arroz modificado atómicamente
• Bebidas diseñadas por el consumidor
(Kraft, Unilever, Nestlé)
♦Para el 2010, la mitad de todas la
producción farmacéutica dependerá
de la nanotecnología
Sigue inversiones
♦
Para el 2015, el mercado de
tecnologías a nanoescala superará el
billón de dólares (1 000 000 millones),
según la National Science Foundation
del gobierno de Estados Unidos
¿Quiénes invierten?
• Además de otras empresas nuevas pequeñas
• Estados Unidos: Exxon Mobil, IBM , Dow
Chemicals, Xerox, 3M, Alcan Aluminium,
Johnson & Johnson, Hewlett-Packard,
Lucent, Motorola, Eli Lilly, DuPont, Procter
& Gamble, Kraft Foods, General Mills,
Nestlé, PepsiCo, Sara Lee, Unilever,
ConAgra...
¿Quiénes invierten?
• Japón: Sony, Toyota, Hitachi Mitsubishi,
NEC, Toshiba...
• Europa: Phillips, L’Oreal, Aventis, Bayer,
BASF…
Nanotecnologías:
Impactos en salud y
medioambiente
advertencias de toxicidad
1997
• Dióxido de Titanio y óxido de zinc
usados en bloqueadores
solares,promueven radicales libres,
causando daños al ADN
• Igual efecto en nanopartículas
usadas en cosméticos, por ej, retinol
• (Dunford, Salinaro et al,
• Univ. de Oxford, Univ. de Montreal)
2002
• Nanopartículas se acumulan en órganos
animales (hígado, pulmones, cerebro)
• Nanopartículas on absorbidas por las
células (y pueden llevar, por ej.
organismos patógenos)
Mark Wiesner, Center for Biological and Environmental
Nanotechnology,
Universidad de Rice, Houston
2003
• Nanotubos muestran toxicidad
en los pulmones de ratones de
laboratorio (al ser aspirados)
Robert Hunter, NASA y John Space Center.
2003
• Cuanto más pequeña es la partícula de
CUALQUIER elemento, más alta es la
probabilidad de toxicidad en el
organismo.
• Las nanopartículas atraviesan la barrera
hematoencefálica y tienen otras rutas de
entrada al organismo.
• Producen reacciones alérgicas en los
pulmones.
Dr. Vyvyan Howard, toxicopatólogo, Reino Unido
2003
• Nanoesferas de carbono (buckyballs
o fulerenos) penetran en el suelo y
son absorbidas por
microorganismos.
• Vía de integración en la cadena
alimentaria.
Mason Thomson, Vicky Colvin,
CBEN, Universidad de Rice, Houston
2004
• Se demuestras que las
nanopartículas se mueven del
tracto nasal al cerebro (con
potenciales efectos dañinos)
Prof. Gunter Oberdorster, USA.
2004
• Nanopartículas se mueven de la
madre al feto a través de la
placenta
Vyvyan Howard, Congreso “Nanotox 2004”
2004
• Nanopartículas de Cadmiun
Selenide (quantum dots) se
pueden incorporan al organismo
humano causando envenamiento
con cadmio
Universidad de California en San Diego, USA
2004
• Experimento con contaminación
“normal” de agua con fulerenos
(nanoesferas de carbono) provoca
daño cerebral y disturbios en la
función genética en peces y alta
mortalidad en pulgas de agua.
Prof. Eva Oberdorster, Informe a la Asociación
Americana de Química
2005
• Nanopartículas de carbono se
disuelven en agua (en el suelo),
fenómeno que contradice el
conocimiento científico sobre el
comportamiento esperado del
carbono. Tóxico sobre organismos
del suelo. (informe a la Asociación
Americana de Química)
2005
• Nanopartículas de óxido de aluminio
detienen el crecimiento de raíces de
maíz y soya.
2006
• Diferentes estudios en ratas
muestran que las nanopartículas
llegan al cerebro. Se comprueba que
las de dioxido de titanio producen
daños cerebrales
Impactos de nanotecnología en la salud y
medioambiente
• Incertidumbre sobre efectos posibles,
escasos estudios y monitoreo
• Partículas sintéticas ultrafinas, en el medio y
cuerpo humano, nunca antes presentes
• Efectos catalíticos imprevisibles
• Nanopartículas atraviesan el sistema
inmunológico, la barrera hematoencéfalica, la
placenta.
• Acumulación de nanopartículas en tejidos y
órganos, daños en ADN, carcinogenos
Sigue
n
proble
mas
Puntos de entrada
•
•
•
•
Inhalación
Alimentación
Piel
Torrente sanguíneo
Basura “nueva”
-No existen regulaciones sobre
nanotecnología, con más de 720
productos en el mercado
-A ningún nivel, ni en laboratorio, ni en
producción, se regula su uso ni su
deposición, por tanto van a aumentar
la contaminación de la basura, cauces
de agua, aire
Incineradores
• El proceso de incineración produce micro y nano
particulado a partir de la combustión de alta
temperatura
• Además de gases ácidos, produce micro y
nanopartículas de plomo, cromo y otros metales
tóxicos
• Además PCB, dioxinas y furanos en micro y
nanopartículas
•
Dr. Paul Connet, St Lawrence University
Incineradores
• Las partículas ultrafinas (menor de 0.1 micra) son,
por definición, nanopartículas
• A mayor temperatura, menores partículas, más
potencial catalítico, más toxicidad
• Los incineradores modernos convierten cientos de
miles de toneladas de basura en trillones de
nanopartículas diariamente
• Este es el componente más peligroso de todas las
partículas producidas por este método.
Nanopartículas e incineradores
• No son capturadas por los métodos de control de
cenizas y gases de los incineradores
• Viajan largas distancias
• Penetran en los pulmones, torrente sanguíneo,
corazón, atraviesan la barrera hematoencefálica, y
pueden acarrear metales neurotóxicos al cerebro.
Dr. Paul Connet, St Lawrence University
Las nanopartículas producidas
por incineradores contienen:
• Metales neurotóxicos
• Radicales libres estabilizados
• Síntesis de nuevos químicos (como dioxinas
y furanos)
• Cualquier elemento de uso comercial puede
terminar en un inicnerador y convertirse en
nanopartículas
•
Dr. Paul Connet, St Lawrence University, New York
Silvia Ribeiro
Grupo ETC (México)
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