Nanotecnología

Por Ana Belén Quesada 

En una conferencia impartida en 1959 por uno de los grandes físicos del siglo pasado, el maravilloso teórico y divulgador Richard Feynman, ya predijo que "había un montón de espacio al fondo" (el título original de la conferencia fue There's plenty of room at the bottom y auguraba una gran cantidad de nuevos descubrimientos si se pudiera fabricar materiales de dimensiones atómicas o moleculares). Hubo que esperar varios años para que el avance en las técnicas experimentales, culminado en los años 80 con la aparición de la Microscopía Túnel de Barrido (STM) o de Fuerza Atómica (AFM) permitiera cumplir lo que es hoy una realidad.

Los términos nanociencia y nanotecnología hicieron una discreta aparición hace dos décadas. Estos nuevos conceptos deben mucho a la invención revolucionaria del primer microscopio de barrido con efecto túnel (en inglés STM, Scanning Tunnel Microscope). Esta innovación ha sido la primera en el desarrollo de las tecnologías capaces de actuar a escala nanoscópica, del orden de la mil millonésima parte de metro o nanómetro, lo que representa ochenta milésimas del grosor de un cabello humano, y supone la manipulación directa de los átomos.Esta proeza de dos físicos: el alemán Gerd Binnig y el suizo Heinrich Röher, a quienes se le otorgó el premio Nobel en 1986, sellaba un impresionante acercamiento entre el mundo de la investigación fundamental (en el punto extremo de la exploración de la materia) y la posibilidad de desarrollar un formidable campo de aplicaciones cuyos límites no dejan de ampliarse.

La llave de un nuevo mundo

Las nanociencias han impulsado desde entonces un gran esfuerzo de investigación. Constituyen un enfoque capaz de cambiar radicalmente la forma en que los científicos (físicos, químicos o biólogos) estudiaron el mundo atómico y molecular. Desde un punto de vista que va de lo más general a lo más particular, hasta ahora trabajaban partiendo de la realidad y de las leyes macroscópicas para descender a niveles cada vez más reducidos. Las nanociencias adoptan un enfoque inverso, que va de lo más particular a lo más general, partiendo de los átomos y construyendo artificialmente nanosistemas moleculares dotados de propiedades muy específicas. No obstante, este enfoque comporta un desafío científico completamente nuevo, ya que supone el conocimiento profundo de las interacciones entre los átomos. Ahora bien, estas interacciones no se rigen por los principios de la física clásica sino por leyes complejas de la mecánica cuántica.

A pesar de que hace sólo una década que comenzó el despegue mundial de este nuevo campo científico, hoy existen cerca de 3 mil productos generados con nanotecnología, la mayoría para usos industriales, aunque las investigaciones más avanzadas se registran en el campo de la medicina y la biología.

La nanotecnología, es un campo científico que requiere de una colaboración multidisciplinaria muy estrecha que impida que los países menos desarrollados sigan rezagados ante los niveles alcanzados en Estados Unidos, Inglaterra y Japón, donde existe una opinión generalizada de que el futuro de la ciencia y el bienestar que pueda alcanzar la humanidad en un futuro está estrechamente vinculado con nuevas técnicas a nivel molecular.

Al aceptar este desafío, las nanociencias podrían cambiar radicalmente la forma en que está concebido y elaborado todo nuestro entorno tecnológico.

• Electrónica - Frente a los límites cada vez más cercanos de los procesos microelectrónicos actuales en la miniaturización de los chips y el aumento de la potencia de los ordenadores, eso significaría el final de la famosa Ley de Moore sobre el crecimiento exponencial de las capacidades; las perspectivas de la nanoelectrónica representan un magnífico salto hacia adelante, acercándonos al ordenador molecular y cuántico del futuro.
• Seres vivos - La nanosíntesis de los componentes moleculares fundamentales de los seres vivos (proteínas, ácidos nucleicos, lípidos, etc.) ofrece perspectivas hasta ahora desconocidas en biomedicina y en biofarmacia, y sobre todo en el sector de la posgenómica.
• Materiales - Se están diseñando innovaciones de todo tipo a nivel industrial: un ejemplo es el de las construcciones estructurales de átomos de carbono llamados fullerenos, algunos de los cuales se parecen a balones de fútbol, que podrían ser capaces de contener hidrógeno y de desempeñar un papel de nanopilas de combustible o de nanotubos que tuvieran propiedades de resistencia mecánica únicas. Los polímeros reforzados constituidos por nanopartículas pueden constituir igualmente compuestos que garanticen una seguridad máxima y un aligeramiento de peso de los vehículos (que se traduce en un menor consumo energético). Las aplicaciones en el campo de los tratamientos de superficie pueden permitir la obtención de efectos físicos (lubrificación, dureza) o químicos (reactividad, efectos catalíticos) realmente específicos.
• Máquinas - Las propiedades dinámicas de ciertas colocaciones atómicas abren el camino a la concepción de nanomotores, nanobombas, nanopropulsores, que representarían enormes ventajas en términos de desarrollo sostenible y de ahorro energético.

Medio ambiente - Hay ya algunas investigaciones en marcha sobre los nanosistemas de depuración y sobre los nanosensores. Esta función de detección se puede aplicar además a todos los campos de la metrología.

Este artículo fue publicado el 28-February-2007 a las 1.37 am por admin bajo la categoría Definiendo la Nanotecnología. Puede obtener un aviso de los comentarios a este artículo usando el RSS 2.0 feed.

Tags: desafío científico, escala nanoscópica, Fuerza Atómica, Microscopía Túnel de Barrido, microscopio de barrido con efecto túnel, nanociencia y nanotecnología, Richard Feynman