Nanotecnología, ¿la revolución industrial del siglo XXI?

De la ciencia-ficción a la realidad

Seguramente recordamos con aire de perplejidad muchas de las películas de ciencia-ficción que han pasado por las pantallas de cine y televisión, relatos en los que se conjugaba la imaginación y la fantasía para crear historias difícilmente creíbles.

De la ciencia-ficción a la realidad

Seguramente recordamos con aire de perplejidad muchas de las películas de ciencia-ficción que han pasado por las pantallas de cine y televisión, relatos en los que se conjugaba la imaginación y la fantasía para crear historias difícilmente creíbles. Sin embargo, con el tiempo descubrimos, no sin sorpresa, que tales historias tenían un sustrato científico, basado en largos años de investigaciones en instituciones de prestigio internacional; lo que hizo luego el mundo del celuloide fue exagerar las consecuencias de los hallazgos científicos.
En particular recordaremos películas como el chip prodigioso, o también otra bastante famosa en su tiempo, de los años 80, en la que un equipo de médicos era miniaturizado e introducido en el cuerpo de una persona enferma para poder llegar al lugar dañado del organismo y curarlo. Básicamente la idea protagonista era el poder de lo pequeño. La capacidad del ser humano para crear cosas diminutas que sean útiles al ser humano en los más diversos campos. La posibilidad de llegar a lugares microscópicos, adonde no somos ni capaces de imaginar. Poder trabajar a unas escalas que son inaprensibles para la vista humana.

¿Qué es nano?

Eso es lo que está siendo capaz de hacer la nanociencia, área emergente de de la ciencia que se ocupa del estudio de los materiales de muy pequeñas dimensiones.
El significado de "nano" es una dimensión: 10 elevado a -9 (10-9):
Esto es: 1 nanómetro = 0,000000001 metros.
Es decir, un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro, o millonésima parte de un milímetro.
También: 1 milímetro = 1.000.000 nanómetros.

¿Qué es nanociencia? ¿Qué es nanotecnología?

Es la ciencia que se ocupa del estudio de los objetos cuyo tamaño es desde cientos a décimas de nanómetros. El estudio de lo extraordinariamente pequeño. Es decir, que la materia base objeto de estudio sería los átomos y células, pero no únicamente como elementos pequeñísimos que podemos observar gracias a la disponibilidad de nuevos instrumentos capaces de "ver" y "tocar" a esta escala dimensional. Es más, esto ha abierto nuevas posibilidades a los científicos, que han tomado conciencia de potencial futuro de la actividad investigadora en estos campos.

De la nanociencia a la nanotecnología

De la nanociencia se deriva su gemela más cercana, la nanotecnología , conjunto de ciencias y técnicas que se aplican a esta escala pequeñísima de nanómetros, en unas medidas extremadamente tan pequeñas que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. En una frase, nos llevaría a la posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas. 
La gran ventaja es que la materia objeto de “nanomanipulación” demuestra fenómenos y propiedades totalmente nuevas. 
En el mundo de lo “nano”, la física, la química, la biología, la ingeniería o la ciencia de los materiales se rigen por leyes que no afectan a lo más grande.  Por lo tanto, los científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas.
Estas 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.

Sus comienzos 

Los inicios de esta ciencia comenzaron con Richard Feynman, padre de la nanociencia y su gran teórico inicial, que en 1959 escribió un artículo que analizaba cómo los ordenadores trabajando con átomos individuales podrían consumir poquísima energía y conseguir velocidades asombrosas. Y entonces se pronosticaba las grandes posibilidades de aplicación de la nanotecnología. Ya hoy en día se están viendo los primeros resultados, numerosos avances para muchas industrias y nuevos materiales con propiedades extraordinarias (el desarrollo de materiales más fuertes que el acero pero con solamente el10% de su peso), nuevas aplicaciones informáticas con componentes increíblemente más rápidos o sensores moleculares capaces de detectar y destruir células cancerígenas en las partes más delicadas del cuerpo humano como el cerebro, entre otras muchas.
En definitiva, se han empezado a construir pequeñísimas máquinas y robots nanométricos, capaces de trabajar a esas escalas tan diminutas y además moverse por el “nanocosmos” que no podemos ver a simple vista.

Aplicaciones en la industria

El mundo de la ingeniería y la industria ha sido uno de los primeros en beneficiarse de la nanociencia.

Malcolm Green, inventor de los nanoimanes observa a través de una maqueta la estructura de nanotubos, cilindros de tamaño molecular compuestos por átomos de carbono unidos entre sí.

Nanoengranaje de silicio elaborado en laboratorios Sandia. Se trata de la cadena tractora más pequeña del mundo.

Aplicaciones en seguridad

Simulación del aspecto de dos nanorrobots militares lanzados por paracaídas en misión de espionaje.

Los microcanales que se pueden esculpir en la superficie de un chip permiten el paso de líquidos y fluidos y su interacción con el silicio. De ese modo es posible detectar contaminantes químicos o biológicos en agua o aire.

Aplicaciones en medicina

Un escáner láser puede detectar cambios nanométricos en una célula como los que produce el virus del sida.Un sistema de microfluidos, paso anterior a la nanoescala filtra glóbulos rojos de la sangre de un paciente. La estructura en forma de mandíbula se cierra cada vez que pasa una célula. Es la primera vez que se consigue un aparato capaz de interactuar a nivel celular y podría utilizarse como barrera contra virus.

Dibujo de ficción de un nanorrobot incentivando la fertilización espermática.

Aplicaciones en la industria espacial

Propuesta de la NASA de crear un ascensor espacial que una la superficie de la Tierra con algún elemento en órbita geoestacionaria, sería imposible de concebir si no se consiguen mecanismos de transporte electromagnético reducidos y baratos.

La NASA también tiene previsto el envío de nanorrovers, robots diminutos que se pueden desenvolver con facilidad por la superficie de un planeta y enviar datos a la Tierra.

Aplicaciones en farmacia

Sin duda, el mundo de la farmacopea tiene mucho que esperar de la nanotecnología. Ya se propone la utilización de dispositivos capaces de interactuar con las células a nivel molecular de manera que puedan enviar datos sobre el modo en que son estimuladas por un receptor o por una sustancia curativa. Así se pueden detectar precozmente problemas de efectos secundarios y es posible tener información en tiempo real sobre la eficacia de un medicamento, la dosis óptima, el tiempo de reacción de la patología o la estrategia terapéutica a seguir.

Un futuro prometedor y sus consecuencias

La mayoría de los gobiernos del Primer Mundo están invirtiendo fuertes sumas de los presupuestos anuales en la investigación nanotecnológica, seguros de que esta es una vía que va a abrir nuevas posibilidades de energía, trabajo e investigación a todos los niveles y en todos los campos. De hecho, desde hace unos cuantos años países como Estados Unidos, Francia, Reino Unido y otros financian cada vez más y en mayor cuantía proyectos de investigación en este campo. Sin embargo España no es de los países de Europa que más invierte. Ante esta auténtica revolución que se avecina, como toda revolución tecnológica, tiene sus contrapartidas éticas. El relativo bajo coste y la más que posible manipulación de células y átomos, para corregir determinados defectos genéticos y naturales, puede llegar a encontrarse con el obstáculo decidido de las conciencias colectivas y de instituciones más conservadoras. Además hay otra contrapartida de carácter práctico: con esta tecnología se pueden llegar a fabricar nuevos tipos de armas biológicas con menos coste y mayor secreto. De cualquier manera no hay avance tecnológico que no presente inconvenientes y obstáculos, el reto es la posibilidad de llegar a superarlos al menos en parte, ya que los beneficios para toda la Humanidad ya están empezando a vislumbrarse.