Sin lugar a dudas la nanotecnología es uno de los campos tecnológicos más prometedores y que causará un mayor impacto transformador tanto en la sociedad como en la industria, el medioambiente o la política geográfica. Recientes estudios señalan que los productos que incorporan nanotecnología o son manufacturados mediante la misma pasarán del 0,1% actual al 15% en el año 2015. Hoy en día nadie discute que la nanociencia será la piedra angular de la investigación en los años venideros y que de su uso, bueno o malo, dependerá en gran medida el desarrollo de la vida en este planeta.

Clara Baonza


Son numerosas las definiciones que se aplican al término nanotecnología, aunque podríamos decir, que es la rama de la tecnología que se ocupa de la fabricación y control de estructuras y máquinas a nivel y tamaño molecular; es decir, la capacidad de fabricar cosas desde abajo hasta arriba a través de técnicas y herramientas con las que poder trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. Su fuente etimológica proviene del prefijo “nano” del Sistema Internacional de Unidades, SI, que define al nanómetro (nm) como la unidad que equivale a una mil millonésima parte del metro; es decir, que un nanómetro equivale a 0.0000000001 metros o 10-9 metros (80.000 veces más pequeño que el diámetro de un cabello humano).
No obstante, en la actualidad más que nanotecnología nos encontramos con nanociencia, es decir, y tal y como señala el Informe sobre la situación de la nanociencia y de la nanotecnología en España elaborado por la Red Española de Nanotecnología (NanoSpain), el conjunto de saberes y metodologías dirigidos a estudiar, fabricar y caracterizar estructuras funcionales con dimensiones inferiores a unas pocas decenas de nanómetros. El estudio de estas estructuras incluye el análisis de propiedades estructurales, propiedades mecánicas, eléctricas, magnéticas, químicas, el estudio de interacción con otras nanoestructuras, su interacción con ondas electromagnéticas, su interacción con medios biológicos, y así hasta completar un largo etcétera.
Se intenta, por lo tanto, averiguar qué pasa a escalas de 0,1 a 100 nanómetros. En esta escala, la física, la química, la ciencia de materiales, la simulación con ordenador, y la ingeniería convergen hacia los mismos principios teóricos y técnicas experimentales. Se sabe, eso sí, que cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de átomos y moléculas se consiguen fenómenos y propiedades totalmente nuevos y, lo que es muy importante, poco costosos.

Aplicaciones
Tal y como señala el Informe citado, la nanociencia se ha ido fraguando a lo largo de las últimas dos décadas mediante la confluencia de varias disciplinas en un interés común por los fenómenos en la escala del nanómetro. Desde luego, el interés por la miniaturización de los dispositivos electrónicos ha sido uno de los alicientes fundamentales para ir en busca de lo ‘pequeño’ y lo ‘rápido’. Recordemos aquí que la integración de circuitos electrónicos se duplica aproximadamente cada 18 meses aproximadamente. Otro impulso en la nanociencia lo ha constituido el estudio de los fenómenos de escala molecular que tienen lugar dentro de las células o en determinados procesos químicos. Otro hito en este desarrollo ha sido el momento en que el hombre ha sido capaz de observar y manipular átomos y moléculas mediante herramientas tan sofisticadas como el microscopio de efecto túnel (STM) y todas las técnicas que de él se han derivado. Asimismo el desarrollo de la Microscopía Electrónica convencional ha permitido una caracterización mejor de los sistemas, llegando a la resolución atómica a lo largo de la última década. No han sido estos avances los únicos que han contribuido a establecer una nueva forma de pensar, ya que desde ámbitos tan distintos como la Microelectrónica, la Catálisis, la Microscopía, el modelado cuántico, o la Genética, el afán ha sido el mismo: poder crear, observar, entender, manipular y hacer funcionar objetos de escala nanómetrica.
Según un estudio la Universidad de Toronto, las diez aplicaciones más prometedoras de la nanotecnología son las siguientes:
• Almacenamiento. El aumento en varios órdenes de magnitud de las capacidades actuales de almacenamiento es primordial. Así, un dispositivo de unos pocos centímetros cuadrados contendría la misma información que la almacenada en cientos de miles de libros. Asimismo, será posible contar con ordenadores y sistemas de transferencia de datos más rápidos y de una mayor integración, que superarán en miles de veces las prestaciones de los sistemas actuales. Esto permitirá que la revolución tecnológica basada en las comunicaciones siga profundizando en la sociedad y llegue a muchas más personas por el abaratamiento de costes.
• Producción y conversión de energía. Manufacturar materiales y productos de ‘abajo a arriba’ (bottom-up) lo que permitirá desarrollar procedimientos de manufactura que implicarán menos cantidad de materiales de partida, optimizando el consumo, y teniendo menos impacto medioambiental.
• Mejoras en la productividad agrícola.
• Tratamiento y remediación de aguas.
• Diagnóstico y cribaje de enfermedades.
• Sistemas de administración de fármacos. Diseñar y desarrollar sistemas destinados a la vehiculización de moléculas activas hacia el órgano diana, tras su administración al organismo humano o animal. Esta vehiculización permitirá mejorar la eficacia terapéutica y reducir la toxicidad de los fármacos.
• Procesamiento de alimentos.
• Remediación de la contaminación atmosférica. Crear sistemas de extracción de contaminantes tanto del agua como del aire.
• Construcción. Podrán desarrollarse materiales 10 veces más resistentes que el acero pero que serán mucho más ligeros, lo que permitirá contar con mejores medios de transporte, más seguros, de menor consumo. Esto provocará un descenso en el consumo de combustibles fósiles.
• Monitorización de la salud. Estamos ante el desarrollo de ordenadores microscópicos capaces de rastrear los rincones más recónditos del organismo, incluida una célula. De este modo, los más optimistas aseguran que podrán repararse lesiones o combatir virus y bacterias, por ejemplo.
• Detección y control de plagas.

Situación actual de la nanotecnología
Hoy en día, esta ciencia está todavía dando sus primeros pasos y muchas de las aplicaciones anteriormente citadas no se harán realidad hasta dentro de unas décadas. Sin embargo, no es menos cierto que otras muchas invadirán nuestra vida en breve.
Ante este previsible desarrollo, los dirigentes de la política científica de los países avanzados están desarrollando mecanismos que asienten e impulsen el desarrollo nanotecnológico. Por ejemplo, en Estados Unidos la “National Science Foundation” (NSF) lanzó en el año 2003 el plan NNI (National Nanotechnology Initiative) por el cual se destinan casi 1.000 millones de dólares para fomentar, en los siguientes cuatro años, la investigación multidisciplinar entre equipos de investigación que trabajen para obtener objetivos a largo plazo en el área de la Nanociencia y Nanoingeniería (durante el año 2005 se esperaban gastar en este campo 980 millones de dólares en su centro nacional).
Japón cuenta también con un poderoso plan soportado desde los sectores industriales y el gobierno. En países como Corea, Singapur, o Taiwán, la iniciativa fundamentalmente tiene base industrial, liderada por los grandes consorcios de la microelectrónica o automoción que allí se establecieron o formaron durante las últimas décadas (por ejemplo la empresa Samsung dedica más de 500 personas a desarrollos basados en Nanotecnología en un centro de investigación creado hace apenas dos años).
En Europa, de forma más modesta, se han ido estableciendo poco a poco planes nacionales o europeos donde la Nanotecnología se presenta como un punto clave. Así, la Unión Europea, lanzó ya en el V Programa Marco de la UE la incitativa NID (Nanotechnology Information Devices), dentro del plan IST (Information Society Technologies), que intenta fomentar la creación de consorcios con la finalidad de no perder terreno frente a los EE.UU. o a Japón. Así, durante este año 2005 se pretendía invertir 1.300 millones de euros en el desarrollo de nuevos dispositivos basados en esta tecnología.
En cuanto a España, es preciso decir que son las universidades y el CSIC (Centro Superior de Investigaciones Científicas) las que impulsan proyectos y líneas de estudio con investigaciones diversas como el Institut de Biología Molecular de Barcelona (ciudad en la que se iniciará la construcción, en febrero, del nuevo Centro de Investigación en Nanociencia y Nanotecnología ubicado en la UAB); el Instituto de Sistemas Optoelectrónicos y Microtecnología (ISOM); el Instituto Universitario de Investigación en Nanociencia de Aragón; y el Laboratorio de Física de Sistemas Pequeños y Nanotecnología del CSIC.