Nanomateriales: son materiales con uno o más componentes que poseen una dimensión en el intervalo de 1 a 100 nm e incluyen NPs, nanofibras

y NTs, materiales compuestos y superficies nanoestructuradas. Incluye NPs como un subconjunto de nanomateriales actualmente definidos como partículas individuales con un diámetro < 100 nm.

Los aglomerados de NPs pueden tener un diámetro superior a 100 nm se que pueden descomponer ante fuerzas mecánicas débiles o por solventes. Las nanofibras son nanopartículas (nanotubos) que poseen dos dimensiones < 100 nm aunque la tercera dimensión (axial) puede ser mucho más grande [35, 36, 37]_.

La Agencia del Medio Ambiente (EPA) de EUA ha clasificado los nanomateriales actuales en cuatro tipos:

Basados en Carbono.

Están compuestos mayoritariamente por Carbono y suelen adoptar formas como esferas huecas, elipsoides o tubos. Los nanomateriales de Carbono con forma elipsoidal o esférica se conocen como fulerenos, mientras que los cilindricos reciben el nombre de nanotubos.

Basados en Metales.

Estos incluyen PCs, AuNPs y AgNPs y oxidos metálicos como el dioxido de titanio.

Dendrímeros.

Son polímeros de tamaño nanométrico construidos a partir de unidades ramificadas. La superficie de un dendrímero tiene numerosos extremos de cadena, que se pueden adaptar para desempeñar funciones químicas específicas (descritos en páginas anteriores).

Compuestos.

Los compuestos combinan las NPs con otras NPs o con materiales de mayor tamaño.

2.3.11. Nanomedicina: rama de la Nanotecnología aplicada en el campo de la

salud, dirigida al diseño de las partículas, materiales y dispositivos nanométricos para su ingreso en la mayoría de las células (10 y 20 micras) sin activar ninguna respuesta inmunitaria e interaccionar con los materiales biológicos de manera más directa, eficiente e incluso más precisa que los sistemas y fármacos utilizados, siendo capaces de acceder a áreas del cuerpo a las que ha sido difícil penetrar con las tecnologías actuales [30, 28]_{. Se utiliza} para el diagnóstico, tratamiento, monitoreo y control de sistemas biológicos [38]_, y para la aplicación de técnicas que permitan el diseño de fármacos a nivel molecular, como el diseño de modernos fármacos capaces de llegar a las células específicas (dianas terapéuticas) como en el caso de las células de cáncer sin causar daño a las células sanas.

2.3.12. Nanopartículas: unidades más grandes que los átomos y las

moléculas. Clasificándose en orgánicas o inorgánicas, un ejemplo de las inorgánicas es el Dióxido de titanio, que se utiliza para proteger los alimentos, otras son las AgNPs, que son utilizadas como agentes antimicrobianos en materiales en contacto con los alimentos.

Las NPs orgánicas se pueden utilizar para mejorar el valor nutritivo de los alimentos [35] _{y no obedecen a la química cuántica, ni a las leyes de la física} clásica, teniendo características propias. Otros ejemplos de estas estructuras son los biosensores y las NPs con base en fierro utilizados en la funcionalización contra tejidos cancerosos [39]_.

Las NPs pueden tener varias formas como: esferas, barras, cubos, entre otras. Un ejemplo de NPs se muestra en la Figura 6. Reciben el nombre de fulerenos (CNPs); son muy ligeros, poseen alta dureza, elasticidad y conductividad eléctrica, son pequeños instrumentos que pueden ingresar al interior del cuerpo humano. Reconocidos como sensores moleculares capaces de detectar y destruir células cancerígenas en sitios específicos como el cerebro [17, 34, 39, 40]_.

Figura 6. Diferentes formas de Nanopartículas [40].

Una de las propiedades que cambian con las diferentes formas geométricas es la distribución del campo eléctrico, como se puede observar en la Figura 7: en el caso de una NP triangular, las zonas en las que el campo eléctrico es más intenso (color rojo) son los vértices. El campo eléctrico se amplifica en distintas zonas para cada tipo de NP.

Figura 7. Nanopartículas triangulares en donde se visualiza la modificación del campo eléctrico [40].

Esta propiedad concentra el campo eléctrico de las distintas zonas de las NPs, se aprovecha para desarrollar sensores de alta sensibilidad, capaces de detectar incluso la presencia de una sola molécula. Considerando la concentración del campo eléctrico en zonas específicas de las NPs, se consigue amplificar las señales luminosas que proceden de las moléculas unidas a ellas y de esta forma aumentar la sensibilidad de su detección. Un tipo de NPs utilizada para detectar la presencia de una sola molécula son las nanoestrellas.

Se utilizan como métodos ópticos de detección de moléculas, es decir, métodos en los que cada tipo de molécula emite una luz particular (como si fuera una huella dactilar de la molécula), como en la utilización de nanoestrellas (conjunto de átomos en donde en el último nivel de energía se encuentran electrones apareados) como es el caso de las NPs fluorescentes donde la luz que se emite se amplifica. De esta forma, podemos detectar su presencia. Las nanoestrellas amplifican la señal óptica que es la 'huella dactilar' de las moléculas [40]_{. (Ver fig.8)}

Figura 8. Representación de una nanoestrella[

2.3.13. Nanotecnología: hace referencia al estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación, ubicación, precisión, medición, modelado o fabricación de materia inferior a 100 nm. Involucra sistemas funcionales basados en el uso de subunidades con propiedades específicas que dependen del tamaño de las subunidades individuales o de un sistema de ellas [25, 40, 41, 42, 43]_{. Se refiere} también a la aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a escala nanométrica (átomos y moléculas), y a la explotación de fenómenos y propiedades de la materia en estas dimensiones

[19, 25]_{. Asimismo La National Nanotechnology Initiative Strategic, define}

Nanotecnología como: “La comprensión y control de la materia en

dimensiones de 1 a 100 nm, donde fenómenos únicos conducen a nuevas aplicaciones. Un nanómetro es la billonésima parte del metro; una hoja de papel tiene aproximadamente 100,000 nm de espesor. Acompañando la ciencia de la nanoescala, ingeniería y tecnología, la Nanotecnología involucra la obtención de imágenes, medidas, modelado y manipulación de la materia a esta escala de longitud. A esta escala las propiedades físicas, químicas y biológicas de los materiales difieren de las correspondientes a átomos o moléculas y de la materia a granel. La I+D (Investigación y Desarrollo) en Nanotecnología está dirigida directamente al entendimiento y creación de materiales mejorados, aparatos y sistemas que explotan esas nuevas propiedades” [45]_.

2.3.14. Nanotubos de Carbono (CNTs): estructuras con precisión atómica,