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Ingenieria molecular, qué es, definición, concepto

Ingenieria molecular, qué es, definición, concepto.La ingeniería molecular es cualquier medio de fabricación de moléculas. Puede usarse para crear, en una escala extremadamente pequeña, generalmente una a la vez, nuevas moléculas que pueden no existir en la naturaleza, o ser estable más allá de un rango muy estrecho de condiciones.

Hoy en día, este es un proceso arduo que requiere la manipulación manual de moléculas que utilizan dispositivos como un microscopio de exploración de túneles. Eventualmente, se espera que explote “moléculas auxiliares” que se auto-replican y que son diseñadas por ellos mismos. Por lo tanto, el campo puede verse como una forma precisa de ingeniería química que incluye la ingeniería de proteínas, la creación de moléculas de proteínas, un proceso que ocurre naturalmente en la bioquímica, por ejemplo, la reproducción de priones. Sin embargo, proporciona mucho más control que la modificación genética de un genoma existente,

La ingeniería molecular es altamente interdisciplinaria por naturaleza, y abarca aspectos de ingeniería química, ciencia de materiales, bioingeniería, ingeniería eléctrica, física, ingeniería mecánica y química. También hay una considerable superposición con la nanotecnología, ya que ambas están relacionadas con el comportamiento de los materiales en la escala de nanómetros o más pequeños. Dada la naturaleza altamente fundamental de las interacciones moleculares, hay una gran cantidad de áreas de aplicación potenciales, limitadas quizás solo por la imaginación y las leyes de la física. Sin embargo, algunos de los primeros éxitos de la ingeniería molecular se han producido en los campos de la inmunoterapia, la biología sintética y la electrónica imprimible (consulte las aplicaciones de ingeniería molecular).

La ingeniería molecular es un campo dinámico y en evolución con problemas objetivos complejos; los avances requieren ingenieros sofisticados y creativos que estén familiarizados con todas las disciplinas. Una metodología de ingeniería racional basada en principios moleculares contrasta con los enfoques generalizados de prueba y error comunes en todas las disciplinas de ingeniería. En lugar de depender de correlaciones empíricas bien descritas pero poco comprendidas entre la composición de un sistema y sus propiedades, un enfoque de diseño molecular busca manipular las propiedades del sistema directamente mediante una comprensión de sus orígenes químicos y físicos. A menudo, esto da lugar a materiales y sistemas fundamentalmente nuevos, que se requieren para abordar necesidades destacadas en numerosos campos, desde la energía hasta la atención médica y la electrónica. Adicionalmente,Sistema complejo . Los esfuerzos de ingeniería molecular pueden incluir herramientas computacionales, métodos experimentales o una combinación de ambos.

Historia

La ingeniería molecular fue mencionada por primera vez en la literatura de investigación en 1956 por Arthur R. von Hippel , quien la definió como “… un nuevo modo de pensar acerca de los problemas de ingeniería. En lugar de tomar materiales prefabricados y tratar de idear aplicaciones de ingeniería consistentes con sus propiedades macroscópicas, uno construye materiales a partir de sus átomos y moléculas para el propósito en cuestión “. Este concepto se hizo eco en la conferencia seminal de Richard Feynman, de 1959, hay mucho espacio en la parte inferior , que se considera que da origen a algunas de las ideas fundamentales del campo de la nanotecnología . A pesar de la introducción temprana de estos conceptos, no fue hasta mediados de la década de 1980 con la publicación deEngines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology de Drexler dice que los conceptos modernos de la ciencia a escala nano y molecular comenzaron a crecer en la conciencia pública.

El descubrimiento de propiedades eléctricamente conductoras en el poliacetileno por Alan J. Heeger en 1977 abrió efectivamente el campo de la electrónica orgánica , lo que ha demostrado ser fundamental para muchos esfuerzos de ingeniería molecular. El diseño y la optimización de estos materiales ha dado lugar a una serie de innovaciones que incluyen diodos orgánicos emisores de luz y células solares flexibles .

Aplicaciones

El diseño molecular ha sido un elemento importante de muchas disciplinas en la academia, incluyendo bioingeniería, ingeniería química, ingeniería eléctrica, ciencia de materiales, ingeniería mecánica y química. Sin embargo, uno de los desafíos actuales es reunir la masa crítica de personal entre las disciplinas para abarcar el ámbito de la teoría del diseño a la producción de materiales, y del diseño del dispositivo al desarrollo del producto. Por lo tanto, si bien el concepto de ingeniería racional de la tecnología desde abajo no es nuevo, aún está lejos de ser ampliamente traducido en esfuerzos de I + D.

La ingeniería molecular se utiliza en muchas industrias. Algunas aplicaciones de tecnologías donde la ingeniería molecular juega un papel crítico:

Productos de consumo

Superficies de antibióticos (por ejemplo, incorporación de nanopartículas de plata o péptidos antibacterianos en los recubrimientos para prevenir la infección microbiana)
Cosméticos (p. Ej., Modificación reológica con pequeñas moléculas y surfactantes en champú)
Productos de limpieza (por ejemplo, nanoplata en detergente para ropa)
Electrónica de consumo (por ejemplo, pantallas de diodos orgánicos emisores de luz (OLED))
Ventanas electrocrómicas (por ejemplo, ventanas en Dreamliner 787 )
Vehículos de cero emisiones (por ejemplo , pilas de combustible avanzadas / baterías)
Superficies autolimpiables (p. Ej., Recubrimientos superficiales super hidrófobos )

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Por Angel Eulises Ortiz

Blogger, curioso de los temas médicos, la salud, el bienestar, como curar las enfermedades y todo tipo de cuestiones que tengan que ver con el cuerpo humano y la armonía del organismo