Artículos sobre ciencia y tecnología de Mauricio-José Schwarz publicados originalmente en El Correo y otros diarios del Grupo Vocento

junio 14, 2006

La grandeza de lo extremadamente pequeño

En la nanotecnología, en este momento, hay más potencial que realidad. Pero tanto sus promesas como sus realidades ya existentes merecen una atención proporcionalmente grande.

La comprensión de que hay cosas tan pequeñas que no podemos verlas no siempre fue tan evidente como nos resulta en la actualidad. Las lentes, conocidas desde antigüedad griega, se usaban para ver mejor lo que se veía a simple vista, o para concentrar la luz del sol y hacer fuego, pero no fue sino hasta Galileo, inventor del microscopio y no del telescopio como suele creerse, que el uso de dos lentes en un microscopio compuesto permitió ver cosas que no distinguía el ojo.

Pero una cosa es ver lo que nuestro ojo no atina a percibir y otra muy distinta es manipular a los habitantes del mundo microscópico descubierto en los últimos 400 años. Y lo que busca ahora la tecnología es controlar la materia a la escala de una milmillonésima de metro, lo que en el Sistema Internacional de Unidades se llama "nanómetro". Para darnos una idea de lo que esto significa, un nanómetro es la medida de 10 moléculas de hidrógeno en línea. O, mejor aún, un nanómetro es a un metro lo que 4 milímetros (la tercera parte de lo que mide el lateral de una tecla en un teclado de ordenador común) son en comparación de todo el planeta Tierra.

A nivel de nanómetros, hablamos de moléculas individuales y la posibilidad de crear materiales, dispositivos y sistemas de entre 1 y 100 nanómetros de tamaño.

La percepción popular (ayudada por la ciencia ficción, que nunca se debe olvidar que es ante todo ficción) es de máquinas diminutas que puedan, por ejemplo, entrar al cuerpo humano y modificarlo mecánicamente, por ejemplo destruyendo coágulos o células cancerosas, o robots minúsculos -nanobots- capaces de realizar hazañas que, en realidad, no pueden conseguir hoy en día ni siquiera nuestros todavía muy limitados robots macroscópicos.

Pero esa visión está oscureciendo las muchas promesas que sí tiene la nanotecnología. Por supuesto, esta tecnología puede realizar auténticos milagros médicos, pero para ello no necesita crear nanosubmarinos como el que quedó fijado en la conciencia popular con la película Viaje Fantástico basada en la novela homónima de Isaac Asimov.

El trabajar a escala nanométrica no es sólo reproducir los objetos macroscópicos a niveles pequeñísimos, aunque esto se hace para efectos de demostración, como una guitarra funcional de pocos nanómetros pero con poco futuro en el mundo del espectáculo. A esa escala, las propiedades de los electrones como ondas, según los describe la mecánica cuántica, permiten jugar con las propiedades fundamentales de los materiales sin cambiar su composición química. Se puede así alterar la temperatura de fusión de un metal, la magnetización de un objeto normalmente no magnético o la capacidad de carga de una sustancia determinada. Y se pueden construir, en el ejemplo más claro, procesadores informáticos mucho más complejos y eficientes, rompiendo la barrera que ha representado el hecho de que a la escala actual, los procesadores han llegado a representar un grave problema de calentamiento, al grado de que el costo de enfriar un procesador puede ser mucho mayor que el costo de alimentarlo de energía. Igualmente, la nanotecnología ofrece la posibilidad de almacenar más información de manera más eficiente y segura escribiendo los 1 y 0 del lenguaje binario en espacios mucho más pequeños que los que ofrecen los discos ópticos de la actualidad.

En el terreno de la salud, este verano la nanotecnología hará mucho por nosotros, aunque no se sepa comúnmente, ya que la cantidad de nanopartículas introducidas en las cremas solares son las responsables de absorber la radiación UVA. Dependiendo de la cantidad de tales nanopartículas, una crema solar atrapa una mayor o menor cantidad de radiación, dando como resultado la clasificación en factores de protección, un fenómeno relativamente nuevo. Pero la medicina espera también la capacidad de realizar análisis mucho más precisos sobre el estado de salud de un paciente, mediante nanomateriales que puedan detectar ciertas afecciones e informar al médico de su situación exacta y su gravedad, mejorando el diagnóstico certero y oportuno que marca, en muchos casos, la diferencia entre la vida y la muerte. La administración de nanopartículas especializadas (como esferas preparadas para ser atraídas por tumores cancerosos, que luego puedan ser destruidas junto con las células malignas) y la reparación de tejidos como huesos y dientes con materiales novedosos es sólo una más de las muchísimas posibilidades de esta tecnología.

Pero la máxima promesa de la nanotecnología no es la producción de nanomáquinas por sí mismas, sino de nanomáquinas capaces de producir otras cosas. Cosas a nivel macroscópico. De hecho, ésa fue la idea inicial del premio Nobel Richard Feynman, que en un discurso de 1959 dio inicio a la carrera nanotecnológica.

La idea es poner de cabeza el paradigma de utilizar materiales grandes, como rocas o madera, para crear otros más pequeños, como puntas y astas de flecha. Imagine, por el contrario, una máquina capaz de ir tomando moléculas, e incluso átomos, para ir formando de abajo hacia arriba cualquier objeto, con una eficiencia asombrosa en cuanto al uso de materiales y energía, con mucho menos desperdicio y contaminación. Es posible así imaginar una máquina que, así como un ordenador copia la información con precisión, pueda copiar en nuestra mesa de trabajo, a partir de moléculas o átomos, un CD, un lápiz o un pañuelo de algodón. O que pueda ocuparse industrialmente de producir microprocesadores, cable de cobre finísimo o las sustancias que puedan desear sintetizar los químicos o bioquímicos de modo casi instantáneo de manera más eficiente y limpia.

Esto representaría una revolución industrial de proporciones mucho mayores que la ocasionada por la máquina de vapor o los ordenadores, con todas las implicaciones sociales que deben tenerse en cuenta, sin duda alguna, desde ahora, antes de que todas estas promesas y muchas más se hagan realidad, cosa que ocurrirá sin duda entre 10 y 30 años en el futuro.

Un metacampo


La electricidad no es una industria, es una metaindustria que afectó prácticamente todos los aspectos de la vida humana. De modo similar, la nanotecnología no es un campo en sí, sino una forma de conseguir resultados en numerosos campos: mejores materiales para la electrónica, fibras textiles artificiales que nos mantengan cálidos en invierno y frescos en verano, membranas de separación de sustancias con precisión total, sensores más eficaces, materiales que no se ensucian, adhesivos con propiedades diversas para todo uso… no hay ningún aspecto de la vida actual que no tenga el potencial de verse tocado por la nanotecnología.

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