Nanotecnología

Te explicamos qué es la nanotecnología, para qué sirve y ejemplos. Además, sus aplicaciones en medicina, biotecnología y otras áreas.

¿Qué es la nanotecnología?

A grandes rasgos, la nanotecnología es la manipulación y manufactura de materiales y artefactos a una escala atómica o molecular, es decir, nanométrica. Se trata de un campo muy amplio de investigaciones y aplicaciones todavía en consolidación.

La nanotecnolegía involucra la materia subatómica, así como los saberes específicos de disciplinas científicas como la química orgánica, la biología molecular, los semiconductores, la microfabricación y la ciencia de las superficies, entre otras.

Dicho de manera muy simple, la nanotecnología parte de la idea de construir máquinas microscópicas con las que a su vez producir materiales novedosos, de una configuración molecular única y particular.

Sin embargo, la naturaleza de muchas de dichas “máquinas” no es semejante a las que empleamos en nuestro día a día, sino que bien pueden consistir en virus “reprogramados” genéticamente y otros medios biotecnológicos. En consecuencia, esta tecnología es una fuente infinita de posibilidades y, naturalmente, de peligros.

Además, a través de la nanotecnología se han construido nanomateriales, que son elementos inexistentes en la naturaleza y de propiedades asombrosas. Fueron creados a partir de la modificación de las moléculas de los materiales ya existentes.

Así, se ha abierto un gigantesco campo de investigación con aplicaciones virtualmente infinitas, que se encuentran aún bajo definición y experimentación. La nanotecnología promete traer consigo una nueva revolución industrial y científico-tecnológica.

Ver además: Organismos genéticamente modificados

Historia de la nanotecnología

En 1959 se habló por primera vez de la posibilidad de la nanotecnología y la nanociencia. El primero en hacer referencia a ellas fue un Premio Nobel de Física (1965), el estadounidense Richard Feynman (1918-1988), durante su discurso en Caltech (California, EEUU), en el que teorizó sobre la síntesis por manipulación directa de los átomos.

Sin embargo, el término “nanotecnología” fue acuñado en 1974 por el japonés Norio Taniguchi (1912-1999). Desde entonces, muchos han sido los que han soñado o han teorizado con la posibilidad de este tipo de máquinas y materiales de avanzada.

Por ejemplo, el ingeniero estadounidense Kim Eric Drexler (1955-) participó en la popularización del término y de este tipo de investigaciones, siendo en gran parte responsable del inicio formal del campo de estudio de la nanotecnología en la década de 1980. Ello, además, responde a los adelantos de la época en microscopía y al descubrimiento de los fullerenos en 1985.

A partir del año 2000 los nanomateriales comenzaron a emplearse industrialmente. En respuesta los gobiernos del mundo comenzaron a invertir enormes sumas en la investigación y desarrollo de la nanotecnología.

Sus aplicaciones al campo de la bioquímica, medicina e ingeniería genética se hicieron patentes poco después. Hoy en día se trata de uno de los campos científicos de mayor vigencia y demanda incluso en países del llamado Tercer Mundo.

¿Para qué sirve la nanotecnología?

En términos básicos, la nanotecnología es un tipo de ingeniería de materiales a escala atómica o molecular. Eso significa que permite manipular la materia a una escala infinitamente pequeña, de entre 1 y 100 nanómetros, es decir, más o menos entre el tamaño de una molécula de ADN (2 nm) y una bacteria del género Mycoplasma (200 nm).

Por lo tanto, las utilidades de la nanotecnología son virtualmente infinitas: desde intervenir la composición química de los seres vivos, permitiendo así modificar el ADN de seres vivos microscópicos y “programarlos” para llevar a cabo ciertas tareas bioquímicas, hasta la manufactura de materiales novedosos y de propiedades únicas, llamados nanomateriales.

Aplicaciones de la nanotecnología

Algunas de las aplicaciones actuales de la nanotecnología tienen que ver con:

• Industria textil. La creación de tejidos inteligentes, capaces de comportamientos pre-programados en chips u otros instrumentos electrónicos, pudiendo así ser autolimpiantes, repelentes de manchas o pudiendo cambiar de coloración y de temperatura.
• Diseño agrícola. Elaboración de plaguicidas, pesticidas y fertilizantes de bioquímica controlada que permitan el mejoramiento de los suelos, así como de nanosensores para detección de aguas subterráneas, concentración de nutrientes, etc.
• Apoyo a la ganadería. Fabricación a través de nanopartículas de vacunas y fármacos para cuidar la salud del ganado, o nanosensores capaces de alertar sobre la presencia de enfermedades, parásitos, etc.
• Industria alimenticia. En esta área se desarrollan desde sensores alimenticios, o sea, elementos que puedan comprobar la viabilidad de los alimentos, hasta nanoenvases para ella, diseñados especialmente para retardar el proceso natural de descomposición de la comida.
• Nanofármacos. Se trata de una primera generación de productos farmacológicos diseñados con nanosistemas, capaces de distribuir de manera eficiente y específica los compuestos activos de las medicinas, obteniendo mejores y más rápidos resultados y minimizando los daños colaterales.

Por otro lado, la industria vislumbra como campos futuros de investigación los siguientes:

• Nanoinformática. El diseño de sistemas computarizados de enorme potencia y rapidez a través de nanosistemas.
• Nanotermología. Aplicación de nanomáquinas para regular de manera eficiente y rápida la temperatura local.
• Nanoenergías. Que bien pudieran ser eficientes, seguras y de bajo impacto ambiental, como una solución a la crisis energética con que inicia el siglo XXI.
• Soluciones ambientales. Como sistemas nanotecnológicos de eliminación de residuos peligrosos o de eliminación de basura.

Ejemplos de nanotecnología

Un par de ejemplos de la aplicación nanotecnológica actual a problemas humanos son los siguientes:

• Silicio negro bactericida. Científicos australianos y españoles anunciaron la creación de un material conocido como “silicio negro”, cuya composición molecular impide, sin necesidad de productos añadidos, la proliferación de numerosas especies de bacterias grampositivas y gramnegativas, además de disminuir la efectividad de ciertos tipos de endosporas.
• Nanocirugía mediante un robot. El laboratorio suizo ETH Zürich se preparan para probar su primer microrobot guiado magnéticamente, conocido como OctoMag, con el cual se espera poder llevar a cabo microcirugías sin abrir al paciente, simplemente inyectándolo dentro del cuerpo mediante una pequeña aguja. También en EEUU se han probado modelos semejantes de microbombas, que liberan fármacos en el ojo cuando es necesario.

Nanotecnología en medicina

Las promesas de la nanotecnología para el adelanto de la medicina son, cuando menos, asombrosas. Arriba dimos un par de ejemplos de ello, pero aún resta mucho por descubrir, como:

• Nanotratamientos para enfermedades incurables. Soluciones nanotecnológicas al cáncer, al VIH/SIDA o al mal de Alzheimer podrían llegar de la mano de robots bioquímicos inyectados en el cuerpo humano.
• Enlentecimiento nanotecnológico del envejecimiento. Algún día podríamos, mediante nanopartículas, combatir el envejecimiento a un nivel molecular y alargar todavía más nuestras expectativas de vida útil, retrasando la senilidad.
• Nanovacunas. Sistemas de protección ante enfermedades basados en la introducción de nanosistemas al organismo, los cuales se ocuparían de asistir al sistema inmunológico en la lucha contra todo tipo de nuevas enfermedades.
• Reprogramación genética. Mediante nanorobots sería posible modificar nuestro ADN y eliminar de manera paulatina los genes portadores de enfermedades congénitas, de deficiencias y otros males. Así mejoraría la calidad de vida de la especie en general. Esto, claro, exige también repensar las leyes morales de la ciencia hasta cierto nivel.

Nanotecnología y biotecnología

La biotecnología es la aplicación de soluciones tecnológicas a problemas de índole biológico. La misma adquiere todo un nuevo nivel gracias a la introducción de las nanociencias.

La posibilidad de programar o reprogramar seres vivos mediante la intervención nanotecnológica del ADN podría permitirnos conducir la vida hacia senderos más convenientes. Sin embargo, la combinación de biotecnología y nanotecnología implicará importantes riesgos éticos y biológicos.

La humanidad sabe de sobra lo que ocurre cuando intenta jugar a ser Dios. Por ejemplo, la producción de vacas más lecheras y con más carne, cultivos resistentes a las plagas, etc., deberá siempre ir de la mano con la reflexión sobre nuestro lugar en el orden natural del mundo.

Sigue en: Biotecnología

Referencias

• “Nanotecnología” en Wikipedia.
• “Nanotecnología: la ciencia que cambiará la vida de todos” en Infobae.
• “¿Qué es la nanotecnología?” (video) en NASA Video.
• “What is nanotechnology” (video) en European Food Safety Authority (EFSA).
• “Nanotechnology” en The Encyclopaedia Britannica.