Reflexiones: La nanotecnología en la creación

Roberto Mercher

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Aun cuando el término nanotecnología no es reciente, pues el mismo se conoce desde la década de los 60 del siglo pasado, cuando Richard Feynman, ganador del premio Nobel de física de 1965, habló sobre las posibilidades de la nano-ciencia y la nanotecnología,   esta rama de la ciencia aplicada es prácticamente desconocida para el común de las personas. El campo de aplicación de esta tecnología es la manipulación de la materia en dimensiones de nanómetros, equivalente a decir a nivel molecular. Un nanómetro (nm) es la mil millonésima parte de un metro. En este sentido podemos decir que nuestro mundo es una creación nanotecnológica, dadas las dimensiones de sus componentes.

Para tener una mejor idea de las dimensiones de las cuales estamos hablando, los espacios interatómicos en las moléculas están en el orden de 0,12 – 0,15 nm, el ancho de la doble hélice del ADN es de unos 2 nm y el tamaño de las bacterias más pequeñas de unos 200 nm. En este sentido se considera Nanotecnología todo aquello que implique la manipulación de la materia en dimensiones entre 1 – 100 nm.

La nanotecnología tiene aplicaciones en diferentes ramas de la ciencia, como la ciencia de los materiales, la química orgánica, la biología molecular, la física de los semiconductores, la micro-fabricación y el auto-ensamblaje molecular para la creación de supramoléculas, entre otras. Por supuesto, el desarrollo de todas estas tecnologías que implica la manipulación de la materia a niveles no alcanzados anteriormente, genera preocupación por el posible impacto ambiental y la toxicidad de los nuevos nano-materiales, cuyos efectos aún están por verse.

Hasta ahora, la mayoría de las aplicaciones desarrolladas por esta técnica han sido en la modificación de las estructuras moleculares de algunos materiales para conferirles cualidades distintas a sus características naturales, que le den una mayor utilidad a su uso. Por ejemplo, encontramos aplicaciones en el área de los alimentos en la mejora de las barreras de los empaques para garantizar una mejor conservación, en el uso de nano-sensores que detecten cambios en sus características y también en la mejora de los saborizantes a través de nano-emulsiones. Una de las aplicaciones más interesante y con mayor futuro es la administración controlada de fármacos y por supuesto la manipulación del ADN para corregir defectos precursores de enfermedades congénitas.

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Sin embargo, la visión a futuro de la nanotecnología va mucho más allá de la simple modificación de materiales. En este sentido hay dos grandes tendencias, una denominada “de abajo hacia arriba”, la cual contempla la integración de nano-componentes en estructuras más complejas a través del auto-ensamblaje molecular, que produzca automáticamente nano-sistemas con funciones previamente definidas. La otra tendencia, denominada “de arriba hacia abajo”, busca crear nano-dispositivos utilizando dispositivos más grandes que controlen su ensamblaje. En este grupo entran las tecnologías de miniaturización de componentes de estado sólido como los microprocesadores.

Una visión aún más futurista incluye la construcción de nano-fábricas encargadas de hacer estos ensamblajes a nivel molecular, incluyendo la construcción de nanomaquinas o “nanobots” capaces de auto ensamblarse a partir de piezas (átomos y moléculas) elementales, de auto reproducirse y auto integrarse en máquinas muy complejas compuestas por billones de ellos, todo lo cual constituye una apología a la ciencia ficción. Aunque no debemos perder de vista que lo que hace unos siglos, incluso años, podía ser considerado como ciencia ficción, hoy forma parte de nuestra vida cotidiana. ¿Quién podía imaginarse hace unos siglos la radio, la televisión, los viajes en avión y los espaciales, los celulares, los microondas, internet y todas esas maravillas tecnológicas que hoy tenemos, sin verlas como productos de la brujería o de la locura de sus visionarios?

Lo que ha llamado mi atención de la nanotecnología y ha motivado esta reflexión es que si analizamos su visión a futuro y la comparamos con lo que ocurre en la naturaleza, es fácil darnos cuenta que lo que pretende la ciencia, al igual que lo ha hecho en muchas otras oportunidades, es imitar lo que ha hecho el universo con la materia por miles de millones de años para darnos la creación nanotecnológica que hoy tenemos.

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Un ejemplo maravilloso que existe en la naturaleza de una nanomáquina como la que proyectan los científicos es la célula. Si analizamos la estructura de esta increíble “maquina”, encontramos que contiene todos los elementos necesarios para, en un medio adecuado, hacer todo lo que aspira la nanotecnología que hagan sus nano-fábricas y nanobots, hasta integrarse a un nivel tan complejo como el de un ser vivo y todo ello coordinado por un programa maestro escrito en el lenguaje bioquímico de las moléculas, como es el ADN, una molécula tan extraordinaria, que partiendo de una sola célula es capaz de coordinar la fabricación de miles de millones de réplicas con funciones bien diferenciadas, pero capaces de integrarse en una sola función que es la vida del ser al que dan origen.

La complejidad de una “simple” célula es tan alta, que internamente contiene nanomáquinas mucho más pequeñas llamadas orgánulos, con diferentes funciones: En unas desensambla y digiere nutrientes para producir su propia energía, en otras ensambla proteínas a partir de aminoácidos y en otras empaqueta esas proteínas y las distribuye al interior o exterior de la célula para utilizarlas como bloques de construcción de otras células o como elementos clave para su funcionamiento.

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Yo espero que el día que los científicos logren ensamblar átomos y moléculas para construir nanobots capaces de autoreplicarse y auto-ensamblarse para integrarse en máquinas más complejas, acepten la imposibilidad de que eso ocurra al azar, sin una intervención inteligente, tal como pretenden explicar la creación nanotecnológica en la que estamos inmersos. La existencia de cuyo creador es hasta ahora negada por la ciencia, con el argumento que tal maravilla es el producto de miles de millones de años de ensayo y error del universo hasta lograr el resultado que hoy conocemos y que sigue y seguirá por miles de millones de años más en proceso de construcción.

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Autor: Juan José Sequera, autor de la familia de Hermandadblanca.org

2 comentarios

  1. Enhorabuena por el artículo. La Física del Estado Sólido es una "piedra preciosa" que jamás se olvida después de estudiarla. En relación con lo expuesto, sería interesantísimo hablar de la creación de metamateriales utilizando la nanotecnología con el fin de conseguir algo tan sorprendente como es "la invisibilidad".

    Muchas gracias

    1. Gracias Andrés por tu comentario. Comparto tu admiración por la física del estado sólido, en particular por su aplicación en la microelectrónica, que en mi opinión nos permitió dar un salto cuántico en las tecnologías que la utilizan. En cuanto a los metamateriales que mencionas, no estoy familiarizado con el tema, por lo que lo tomo como una invitación a investigarlo. Saludos.

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