NanotecnologíaLa nanotecnología es un campo de las
ciencias aplicadas dedicado al control y manipulación de la
materia a una escala menor que un
micrómetro, es decir, a nivel de
átomos y
moléculas (
nanomateriales). Lo más habitual es que tal manipulación se produzca en un rango de entre uno y cien
nanómetros. Se tiene una idea de lo pequeño que puede ser un
nanobot sabiendo que un nanobot de unos 50
nm tiene el tamaño de 5 capas de
moléculas o
átomos -depende de qué esté hecho el nanobot-.
Nano- es un
prefijo griego que indica una medida, no un objeto, de manera que la nanotecnología se caracteriza por ser un campo esencialmente multidisciplinar, y cohesionado exclusivamente por la escala de la materia con la que trabaja.
HistoriaEl ganador del
premio Nobel de
Física (1965),
Richard Feynman fue el primero en hacer referencia a las posibilidades de la nanociencia y la nanotecnología en el célebre discurso que dio en el
Caltech (Instituto Tecnológico de California) el
29 de diciembre de
1959 titulado En el fondo hay espacio de sobra (
There's Plenty of Room at the Bottom).
Otros hombres de esta área fueron
Rosalind Franklin,
James Dewey Watson y
Francis Crick quienes propusieron que el
ADN era la molécula principal que jugaba un papel clave en la regulación de todos los procesos del organismo y de aquí se tomó la importancia de las moléculas como determinantes en los procesos de la vida. Aquella podría usarse para solucionar muchos de los problemas de la humanidad, pero también podría generar armas muy potentes.
Pero estos conocimientos fueron más allá ya que con esto se pudo modificar la estructura de las moléculas como es el caso de los polímeros o plásticos que hoy en día encontramos en nuestros hogares. Pero hay que decir que a este tipo de moléculas se les puede considerar “grandes”.
Con todos estos avances el hombre tuvo una gran fascinación por seguir investigando más acerca de estas moléculas, ya no en el ámbito de materiales inertes, sino en la búsqueda de moléculas orgánicas en nuestro organismo.
Hoy en día la medicina tiene más interés en la investigación en el mundo microscópico ya que en él se encuentran posiblemente las alteraciones estructurales que provocan la enfermedad, y no hay que decir de las ramas de la medicina que han salido mas beneficiadas como es la microbiología, inmunología, fisiología; en fin, casi todas las ramas de la medicina.
Con todos estos avances han surgido nuevas ciencias, por ejemplo, la Ingeniería Genética que hoy en día es discutida debido a repercusiones como la clonación o la mejora de especies.
InversiónAlgunos países en vías de desarrollo ya destinan importantes recursos a la investigación en nanotecnología. La
nanomedicina es una de las áreas que más puede contribuir al avance sostenible del
Tercer Mundo, proporcionando nuevos métodos de diagnóstico y cribaje de enfermedades, mejores sistemas para la administración de fármacos y herramientas para la monitorización de algunos parámetros biológicos.
Actualmente, alrededor de 40
laboratorios en todo el mundo canalizan grandes cantidades de dinero para la investigación en nanotecnología. Unas 300 empresas tienen el término “nano” en su nombre, aunque todavía hay muy pocos productos en el mercado.
Algunos gigantes del mundo informático como
IBM,
Hewlett-Packard ('HP)'
NEC e
Intel están invirtiendo millones de
dólares al año en el tema. Los gobiernos del llamado Primer Mundo también se han tomado el tema muy en serio, con el claro liderazgo del gobierno estadounidense, que para este año ha destinado 570 millones de dólares a su National Nanotechnology Initiative.
En
España, los científicos hablan de “nanopresupuestos”. Pero el interés crece, ya que ha habido algunos congresos sobre el tema: en
Sevilla, en la
Fundación San Telmo, sobre oportunidades de inversión, y en
Madrid, con una reunión entre responsables de centros de nanotecnología de
Francia,
Alemania y
Reino Unido en la
Universidad Autónoma de Madrid.
Las empresas tradicionales podrán beneficiarse de la nanotecnologia para mejorar su competitividad en sectores habituales, como textil, alimentación, calzado, automoción, construcción y salud. Lo que se pretende es que las empresas pertenecientes a sectores tradicionales incorporen y apliquen la nanotectologia en sus procesos con el fin de contribuir a la sostenibilidad del empleo. Actualmente la cifra en uso cotidiano es del 0,1 % Con la ayuda de programas de acceso a la nanotecnologia se prevé que en 2014 sea del 15 % en el uso y la producción manufacturera.
Ensamblaje interdisciplinarioLa característica fundamental de nanotecnología es que constituye un ensamblaje interdisciplinar de varios campos de las
ciencias naturales que están altamente especializados. Por tanto, los físicos juegan un importante rol no sólo en la construcción del microscopio usado para investigar tales fenómenos sino también sobre todas las
leyes de la
mecánica cuántica. Alcanzar la
estructura del material deseado y las configuraciones de ciertos átomos hacen jugar a la química un papel importante. En medicina, el desarrollo específico dirigido a nanopartículas promete ayuda al tratamiento de ciertas enfermedades. Aquí, la
ciencia ha alcanzado un punto en el que las fronteras que separan las diferentes disciplinas han empezado a diluirse, y es precisamente por esa razón por la que la nanotecnología también se refiere a ser una tecnología convergente.
Una posible lista de ciencias involucradas sería la siguiente:
Química (Moleculares y computacional)
BioquímicaBiología molecularFísicaElectrónicaInformáticaMatemáticasMedicinaNanotecnología avanzadaLa nanotecnología avanzada, a veces también llamada
fabricación molecular, es un término dado al concepto de
ingeniería de nanosistemas (máquinas a escala nanométrica) operando a escala molecular. Se basa en que los productos manufacturados se realizan a partir de átomos. Las propiedades de estos productos dependen de cómo estén esos átomos dispuestos. Así por ejemplo, si reubicamos los
átomos del
grafito (compuesto por carbono, principalmente) de la
mina del lápiz podemos hacer
diamantes (carbono puro cristalizado). Si reubicamos los átomos de la arena (compuesta básicamente por
sílice) y agregamos algunos elementos extras se hacen los
chips de un
ordenador.
A partir de los incontables ejemplos encontrados en la
biología se sabe que miles de millones de años de retroalimentación evolucionada puede producir máquinas biológicas sofisticadas y
estocásticamente optimizadas. Se tiene la esperanza que los desarrollos en nanotecnología harán posible su construcción a través de algunos significados más cortos, quizás usando principios
biomiméticos. Sin embargo, K. Eric Drexler y otros investigadores han propuesto que la nanotecnología avanzada, aunque quizá inicialmente implementada a través de principios miméticos, finalmente podría estar basada en los principios de la
ingeniería mecánica.
Determinar un conjunto de caminos a seguir para el desarrollo de la nanotecnología molecular es un objetivo para el proyecto sobre el mapa de la tecnología liderado por
Instituto Memorial Battelle (el jefe de varios laboratorios nacionales de EEUU) y del
Foresigth Institute. Ese mapa debería estar completado a finales de
2006.
Futuras aplicaciones Según un informe de un grupo de investigadores de la Universidad de
Toronto, en
Canadá, las quince aplicaciones más prometedoras de la nanotecnología son:
Almacenamiento, producción y conversión de
energía.
Armamento y sistemas de defensa.
Producción
agrícola.
Tratamiento y remediación de aguas.
Diagnóstico y cribaje de enfermedades.
Sistemas de administración de
fármacos.
Procesamiento de alimentos.
Remediación de la
contaminación atmosférica.
Construcción.
Monitorización de la salud.
Detección y control de
plagas.
Control de desnutrición en lugares pobres.
Informática.
Alimentos transgénicos.
Cambios térmicos moleculares (
Nanotermología).
