Nanotecnologia

En la wikipedia ofrecen una definición, resumida pero práctica: "Las nanotecnologías son un conjunto de técnicas que se utilizan para manipular la materia a la escala de átomos y moléculas. Nano es una medida, no un objeto".

Podemos agregar que el prefijo "nano" significa y representa la milmillonésima parte de un metro. Como un átomo es aproximadamente la quinta parte de esta medida, podríamos asumir que cinco átomos puestos en línea suman un nanometro.

Pero para mejor comprensión del tema hemos escogido la siguiente descripción:

La nanotecnologia es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala.

Cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de átomos y moléculas, demuestra fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas.

Lo que representa la nanotecnología potencialmente dentro del conjunto de investigaciones y aplicaciones actuales cuyo propósito es crear nuevas estructuras y productos que tendrían un gran impacto en la industria, la medicina (nanomedicina), etc.

Esta nuevas estructuras con precisión atómica, tales como nanotubos de carbón, o pequeños instrumentos para el interior del cuerpo humano pueden introducirnos en una nueva era. Los avances nanotecnológicos protagonizarían de esta forma la sociedad del conocimiento con multitud de desarrollos con una gran repercusión en su instrumentación empresarial y social.

Existe un gran consenso en que la nanotecnología nos llevará a una segunda revolución industrial en el siglo XXI, tal como anunció hace unos años, Charles Vest (ex-presidente del MIT). Supondrá numerosos avances para muchas industrias y nuevos materiales con propiedades extraordinarias (desarrollar materiales más fuertes que el acero pero con solamente diez por ciento el peso), nuevas aplicaciones informáticas con componentes increíblemente más rápidos o sensores moleculares capaces de detectar y destruir células cancerígenas en las partes más dedlicadas del cuerpo humano como el cerebro, entre otras muchas aplicaciones. Podemos decir que muchos progresos de la nanociencia estarán entre los grandes avances tecnológicos que cambiarán el mundo.⁽¹⁾

Si se intenta buscar un origen o un "creador" de lo que es la nanotecnología (y la "nanociencia"), sin duda no deberíamos dejar de nombrar al Premio Nóbel de Física Richard Feynman, quien, en el año 1959, trabajando en el Instituto Tecnológico de California, ofreció una conferencia titulada "Hay un montón de espacio al fondo", haciendo alusión a lo que nos esperaría en un futuro no muy lejano con respecto a la tecnología, la ciencia, la física… Había y hay mas de lo que se muestra, así auguraba una gran cantidad de nuevos descubrimientos siempre y cuando se pudieran fabricar materiales de dimensiones atómica o moleculares.⁽²⁾

"Los principios de la física, tal y como yo los entiendo, no niegan la posibilidad de manipular las cosas átomo por átomo", dijo Feynman. Al nivel de lo atómico, aseguró el profesor "muchas cosas nuevas podrán suceder", porque las partículas se comportan en forma distinta a lo que ocurre a mayor escala. "Si nos reducimos y comenzamos a juguetear con los átomos allá abajo estaremos sometidos a unas leyes diferentes, y podremos hacer cosas diferentes".

"A escala atómica hay nuevos tipos de fuerzas, nuevos tipos de posibilidades, nuevos tipos de efectos". Feynman, quien debe considerable parte de su fama a esta conferencia, como descubrirá cualquiera que investigue en internet, dijo a los asistentes que plantear el desafío de la manipulación de los átomos resultaba natural, obvio. Y advirtió: "en el año 2000, cuando miren hacia atrás a esta época, se preguntarán por qué nadie empezó a moverse seriamente en esta dirección sino hasta 1960". (Vea la conferencia completa en zyvex.com). 

Pero sus deducciones e incitaciones eran mucho más revolucionarias de lo previsto, porque durante años no sucedió nada en este campo.

De acuerdo con las cronologías históricas sobre el tema recién 14 años después, en 1974, Norio Taniguchi definió la nanotecnología (http://www.nanoword.net/library/nwn/1.htm) como una tecnología de producción a la escala del nanómetro, que como ya hemos dicho equivale a la milmillonésima parte de un metro. Es decir, mucho más allá del alcance de nuestra vista. Un cabello humano puede tener entre 80.000 y 100.000 nanómetros de espesor.

Y pasaría aún más tiempo. Unos 20 años, a partir de la conferencia en el Caltech.

Pero a pesar de los años transcurridos, las palabras de Feynman estaban muy presentes en la mente de Kim Eric Drexler a comienzos de la década de los 80, cuando preparaba su tesis en el Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT). En 1986 la volcaría en un libro apasionante. En "Los motores de la creación" se anunciaba una nueva era. (texto completo en inglés en foresight.org)

"Carbón y diamantes, arena y procesadores de computadoras, cáncer y tejido sano: a través de la historia las variaciones en el orden de los átomos han diferenciado lo barato de lo caro, lo sano de lo enfermo. Cuando están ordenados de una manera, los átomos forman el suelo, aire y agua; si los colocamos de otra manera, obtendremos una fresa madura. De una forma producen hogares y aire fresco, y de la otra cenizas y humo".
Así comenzaba este libro que ahora es un clásico. Drexler planteó una propuesta sin demora: es posible desarrollar una tecnología para manipular el orden de los átomos.

El libro consagró el nuevo término. "Los microcircuitos tienen partes medidas en micrómetros, es decir en la millonésima parte de un metro, pero en el caso de las moléculas estas se miden en nanómetros, mil veces más pequeños. Podemos usar los términos 'nanotecnología' o 'tecnología molecular' para describir un nuevo estilo de tecnología. Los ingenieros de esta nueva tecnología construirán nanocircuitos y nanomaquinaria".

Unos ocho años más tarde, a mediados de los 90, los programas de navegación hicieron posible la masificación de internet. La información comenzó a ser más accesible que nunca antes, incluso la más excéntrica, y en el nuevo mundo la palabra nanotecnología comenzó a aparecer con frecuencia, al mismo tiempo que se popularizaba el uso del prefijo 'nano' para referirse a lo pequeño.

Pero, ¿de qué hablamos cuando nos referimos a la nanotecnología en estos tiempos?

Ciencia y ¿ficción?

"La nanotecnología es la creación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a la escala del nanómetro (1 a 100 nanómetros), y el uso de novedosos fenómenos y propiedades (físicas, químicas, biológicas, mecánicas, electricas…) en esa escala". La definición aparece en el sitio de la NASA.

Desde la publicación del libro de "Los motores de la creación" han sucedido muchas cosas en el mundo de la nanotecnología. Se ha transformado en un negocio, en un polo de inversiones para capitales que buscan alta tecnología, en iniciativas gubernamentales, en foco de interés para investigadores, y los médicos están estudiando aplicaciones muy serias.

El descubrimiento de nuevas propiedades cuando se logra intervenir la materia al nivel atómico ha permitido el desarrollo de una serie de productos, algunos de ellos ya disponibles en el mercado, como pantalones antimanchas o cremas contra el sol. También se habla con insistencia de la posibilidad de generar sustancias que actuarían como 'nanorobots' capaces de ingresar al cuerpo y atacar células malignas, o de superconductores que ayudarían a sobrellevar la crisis energética. La lista sigue: materiales dotados de una resistencia impensable hace un tiempo, sustancias que ayudarían a la descontaminación, pinturas que permitirían recolectar energía solar. Y además hay quienes anuncian una nueva era de miniaturas y capacidades sin precedentes en la informática.

En su mayor parte estas aplicaciones, que ya comienzan a hacerse realidad, son el resultado de desarrollos 'hacia abajo', es a partir de acciones a una escala mayor que producen resultados en la escala del nanómetro, y que representan una manera muy práctica, o si se quiere realista, de enfrentar el desafío de la nanotecnología.

La otra manera de concebirla es audaz, al límite de la ciencia ficción. En la frontera más ácida de la nanotecnología encontramos las teorías sobre la probabilidad de crear nanomáquinas de dimensiones atómicas, que realizarían el ensamblaje molecular directamente en la nanoescala, y que además tendrían el potencial de auto replicarse para realizar sus tareas. Las visiones de este futuro incluyen el desarrollo de maquinarias comedoras de contaminación, o constructoras de edificios, o generadoras de materiales que reemplacen recursos naturales escasos, o enemigas 'inteligentes' del cáncer. O de pequeños y letales nanorobots.

En años recientes hubo un choque de ideas sobre los alcances de la nanotecnología, protagonizado por el propio Drexler, que ha sido un evangelista de la posibilidad de realizar un ensamblaje al nivel molecular a través de la invención de las nanomáquinas, y por un científico estadounidense de renombre, ganador del Premio Nóbel, Richard Smalley, quien fue fuerte partidario de una aproximación más práctica a este nuevo mundo y cuestionó duramente las teorías de las 'nanomáquinas' autoreplicantes, y los temores que esta perspectiva despierta en la sociedad.

Smalley planteó la importancia de alcanzar tecnologías a la escala normal que permitan obtener resultados a la escala del nanómetro. "Por definición, la nanotecnología es el arte de crear cosas que realizan acciones a la escala del nanómetro", advirtió. Este científico, quien falleció el 2005 de un cáncer, fue entusiasta de un producto de la nanotecnología, los nanotubos de carbono. Por su puesto, no pueden ser vistos con apenas un par de ojos, pero cuando están correctamente ensamblados generan un filamento cuyo potencial es inmenso, muchísimo más fuerte que el acero, con despampanantes capacidades para conducir la electricidad sin causar pérdidas en el camino.

"Podemos obtener propiedades increíbles que no se pueden lograr con la biología: fortaleza, resistencia a la alta temperatura, dureza y, sobre todo, la capacidad para conducir electricidad", dijo Smalley, citado en junio de 2006 por un artículo de National Geographic sobre el tema.

"Tu y gente como tú han asustado a nuestro niños", escribió Smalley a Drexler al criticar y descartar la posibilidad del ensamblaje o la fabricación al nivel molecular pronosticado en "Los motores de la creación".

Pero Drexler ha insistido en la potencialidad de las nanomáquinas y de la fabricación a nivel molecular. En su sitio web, no hace acusaciones pero advierte que hay dos definiciones muy diferentes de la nanotecnología, y dice que hay una preferida por algunos científicos y por técnicos, empresarios y burócratas que utilizan el término para describir productos con propiedades especiales a una escala de menos de 100 nanómetros. "Puede describir cualquier cosa pequeña", incluyendo productos que ya existían de antes y ahora son vendidos como nanotecnología. "Esta redefinición ha creado confusión, ha generado falsas expectativas, y ha obstaculizado el avance hacia la meta original, más poderosa".

Drexler se refiere al hecho que casi no hay recursos para investigación de la fabricación al nivel molecular. La creación de estas nanomáquinas, dice, permitiría entrar en posesión de herramientas poderosas, capaces de construir grandes cosas con precisión atómica.

El concepto, aunque futurista, está muy asociado a las leyes de la naturaleza: se considera que los 'motores' y otras piezas relacionadas con la acción por parte de estas nanomáquinas podrían estar basados en una verdadera "ingeniería de las proteínas", o que enzimas podrían actuar como "máquinas capaces de construir o destruir moléculas". Luego, esas mismas máquinas bioquímicas podrían ser utilizadas para hacer otras, más complejas.⁽³⁾

Fuente: wikipedia.org, atinachile.cl, dialogica.com.ar y ciberama.com