Inmensidad de lo diminuto

La ciencia de lo diminuto y lo invisible nos está demostrando que en el entorno de lo atómico hay mucho más de lo que podemos percibir.

¿Se imagina ir al trabajo con ropa oscura y que luego esta cambie de color para salir con los amigos? y ¿Qué tal el caso de la película viaje alucinante, en la que un submarino con su tripulación es reducido al tamaño de un glóbulo rojo y viaja por la sangre para reparar un daño cerebral? o ¿Qué me dice de un material que sea capaz de repeler la pintura de grafiti? Este es el mundo de un campo que cada vez reduce más la brecha entre la ciencia ficción del presente y la tecnología del futuro, la nanotecnología.

La nanotecnología se podría definir como el estudio, diseño, creación y manipulación de átomos, moléculas y sistemas a escala nanométrica. Para que se imaginen, un nanómetro es 75 mil veces más pequeño que el ancho de un cabello humano, o lo que es lo mismo, 100 mil veces más diminuto que un grano de sal. Cuando se manipula la materia a una escala tan pequeña se pueden conseguir resultados sorprendentes, como el caso del carbono, que a esta medida presenta propiedades similares a las del diamante.

Pero ese término hace referencia a tendencias muy lejanas, por allá hasta cuando Hugo Chávez abandone la presidencia de Venezuela. Pues no, sin darnos cuenta estamos interactuando a diario con elementos creados gracias a esta ciencia emergente, tales como las pantallas OLED (usadas en portátiles, sistemas de localización GPS, cámaras digitales, entre otros), reproductores de música capaces de funcionar sin pilas y sin baterías, los chips de nuestros ordenadores, e incluso una reconocida marca de productos para el cabello ya lanzó al mercado artículos que fueron desarrollados con nanotecnología.

Pero lejos de ser un fenómeno de los últimos años, las investigaciones en este campo empezaron incluso antes de recibir el nuevo milenio, cuando compañías como IBM descubrieron que sus desarrollos se entorpecían por las limitaciones funcionales del silicio, elemento base de los chips de la época, que imposibilitaba la miniaturización. De esta forma, la nanotecnología llego a ser un aliado imprescindible, pues lo que parecía inicialmente un obstáculo se convirtió en la excusa perfecta para encontrar la pieza fundamental que permitiría la reducción de tamaño de los circuitos integrados a escalas inimaginables, tal es el caso de la segunda generación de procesadores Intel Core, cuyos chips alcanzan los 32 nanómetros.

Si bien los progresos más sonados se encuentran en el campo electrónico, con el desarrollo de toda una industria de chips, equipos móviles, sistemas de almacenamiento y materiales que llevan consigo los artilugios de la actualidad; la verdad es que las aplicaciones de esta ciencia del siglo XXI abarcan varios campos.

En medicina, problemas tan delicados como el cáncer y la pérdida de funcionalidad de la médula espinal podrían encontrar solución gracias a la nanotecnología. Para el primer caso se encuentra el desarrollo de un dispositivo, diseñado por un equipo del Laboratorio Nacional de Sandia en Nuevo México, que permite transportar nanopartículas llenas de toxinas y silenciadores del ARN a una célula cancerosa. Cuando se aproximan al tumor, las proteínas del dispositivo se adhieren a los receptores de este, permitiendo que la célula la trague (como cuando jugamos pacman). Por otro lado, tendremos que olvidarnos de los peligrosos trasplantes de células madre para regenerar tejido nervioso en casos de lesiones de médula espinal, pues Fabrizio Gelain y Ángelo Vescovi, investigadores de Milán, construyeron nanotubos(estructuras cilíndricas del tamaño de un nanómetro) llenos de aminoácidos autoensamblables capaces de actuar como soporte para la zona dañada e imitar la estructura de la columna vertebral. Luego de algún tiempo, la zona afectada es remplazada por células recién formadas que incluyen neuronas, vasos sanguíneos y células óseas.

Entre las prioridades militares, destaca la búsqueda de soluciones para la detección y protección contra armas biológicas, químicas, y radiológicas, así como para el monitoreo del estado de salud de cada soldado con el objeto de aumentar su sobrevivencia. También se encuentran el desarrollo de sensores inteligentes para la confección de ropa, máscaras y equipo militar; la creación de nuevos materiales para armas no letales y mejores versiones de las herramientas actuales.

Pero si hay un campo que ha sido fuertemente influenciado por la nanotecnología es el sector textil, en el que hablamos de toda una nueva generación de materiales. Ropa que cambia de color, que regula la temperatura, que elimina las manchas, e incluso capaz de repeler virus y bacterias; son algunas de los avances que han logrado algunas compañías que se dedican al sector textil.

Generación de energía por medio del sonido y el grafeno, aerogeneradores, filtros, membranas y hojas artificiales de luz solar; se cuentan entre los muchos aportes al desarrollo de energías alternativas de la nanotecnología, convirtiéndose así en un sector de alto impacto tecnológico y esencial para esta era.

La contribución de esta ciencia ha sido tan importante que grandes compañías han invertido millones de dólares en investigación y desarrollo, como el caso de IBM e Intel, que anunciaron en un acuerdo conjunto con Samsung, Global Foundries y TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Corporation); una inversión cercana a los US $4.400 millones para la construcción de un centro de nanotecnología en Albany en el estado de New York. Así mismo, según un estudio hecho por científica ltd , en los últimos 11 años los gobiernos aportaron alrededor de $67.500 millones de dólares para financiación en esta materia.

Tal parece que en un “nanofuturo” cercano el médico nos introducirá un diminuto mecanismo capaz de hacer un análisis completo de nuestro estado de salud, o quizá el doctor de cabecera sea un microscópico robot inmerso en nuestro cuerpo con la capacidad de destruir cualquier amenaza, incluso antes de que esta prolifere; todo esto gracias a la ciencia de lo diminuto y lo invisible, que nos está demostrando que en el entorno de lo atómico hay mucho más de lo que podemos percibir... y que como lo dijo Richard feynman, ganador del premio nobel de física año 1958, "hay más espacio al fondo".