La nanotecnología constituye un mundo nuevo y fascinante, que ya está entre nosotros. Se meten por todos lados: en nuestros autos, nuestra ropa, los deportes, los alimentos, nuestra salud y el medio ambiente. Vivimos rodeados de nanotecnologías, aunque no lo sepamos.
Desarrollo de nanotecnología
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En los últimos años, la Humanidad se ha asomado a un asombroso mundo, mil millones de veces más pequeño que el nuestro, en el cual suceden nuevos fenómenos. Estamos hablando de las Nanotecnologías, que han surgido gracias a la capacidad que hemos desarrollado los científicos y tecnólogos de trabajar con objetos muy pequeños, que nos permiten desarrollar nuevas tecnologías en el límite de la imaginación.
Las nanotecnologías tienen que ver con el manejo que tenemos de los nanomateriales. ¿Y qué son los nanomateriales? Son ni más ni menos que materiales cuyas dimensiones están típicamente entre 1 y 100 nanómetros. Y ¿qué es un nanómetro? Fácil, la millonésima parte de un milímetro. Pequeño, ¿verdad? Pero no tanto; un nanómetro es entre tres y diez veces más grade que un átomo. Es decir, los nanomateriales son materiales, compuestos por pocos átomos: cientos, miles, centenares de miles, algún millón… pero lo interesante, es que esos pequeños materiales tienen propiedades completamente diferentes de los materiales habituales.
Cuando a uno le preguntan sobre materiales, uno menciona rápidamente el vidrio, el oro, o el acero. Sabemos que son sólidos, que tienen propiedades muy bien determinadas, inamovibles. Todos sabemos que el oro es dorado, muy buen conductor de la electricidad, y que funde a alta temperatura. Y que, si uno produce un hilo delgado, o limaduras de oro, mantendrá el color dorado, y el brillo, y su punto de fusión será el mismo. Eso aprendimos. Pero cuando vamos más “hacia abajo”, cuando esos pedacitos de oro ya miden algunos nanómetros, ya no son dorados: encontramos “pelotitas” de nano-oro de 20 nm de diámetro que son rojas, o de 80 nm que son violetas.
Estos nuevos colores se deben a que la materia se comporta de manera diferente en la nano escala; parece una locura, pero en esta escala, las propiedades dependen del tamaño. Y aparecen nuevas aplicaciones. Gracias a los contactos entre la nanotecnología y la biotecnología, es posible modificar estas nano-pepitas de oro pegando moléculas de ADN o anticuerpos en la superficie, para detectar biomoléculas de importancia en medicina y biología. Por ejemplo, los habituales test de embarazo o de Covid usan esta estrategia para detectar hormonas o virus de manera rápida y precisa. Una compañía argentina nacida en la Universidad Nacional de San Martín, Chantes, adaptó estas tecnologías para poder detectar enfermedades del ganado como la brucelosis de manera simple y directa, sin pasar por largos análisis de laboratorio.
Las historias de la nanotecnología son fascinantes, y sobran los ejemplos de cómo nuevas y misteriosas propiedades llevan a desarrollar productos cotidianos. Como decía Arthur Clarke, el gran escritor de ciencia ficción, “las tecnologías avanzadas son indistinguibles de la magia”. Hacia los años ’80, el investigador soviético Alexi Eskimo estaba estudiando ciertos materiales que generaban luz de diferente color cuando cambiaban su tamaño. El motor era su curiosidad y lo desconocido. Su colega Louis Brus, trabajando en un laboratorio industrial en los Estados Unidos, pudo explicar este fenómeno usando conocimientos de física avanzada. Unos años más tarde, a mediados de los ’90, el laboratorio de Monge Wendi en MIT fue capaz de producir esas misteriosas partículas en masa, e industrializarlas. Al principio, estos “nano faroles” que brillaban intensamente al ser iluminados, fueron una curiosidad de laboratorio; luego, se usaron para marcar procesos celulares. En 2015, estos “puntos cuánticos”, como se los llamaba, entraron por la puerta grande de las aplicaciones, de la mano de Amazon, que necesitaba producir pantallas más brillantes para sus “e-books”. Hoy en día, esa curiosidad de laboratorio de los años ’80, movida por el deseo de aprender, es una tecnología madura, el Q-LED, que está presenten en pantallas planas de tabletas y televisores, y mueve miles de millones de dólares anuales. Además, Eskimo, Brus y Wendi recibieron el Premio Nobel de Química 2023, por su investigación original, y por el impacto en la sociedad que sus descubrimientos tuvieron.
La nanotecnología hoy está en todos lados. Desde los escapes de autos, hasta las pantallas, baterías y electrónica de nuestros celulares y computadoras. Desde la industria petrolera a las vacunas y al maquillaje. Se ha convertido, en poco más de un cuarto de siglo, en un área dinámica de pensamiento interdisciplinario, desarrollo acelerado y con más de 10.000 productos y 3.000 compañías en el mundo. Así como se programan computadoras, o se programan microorganismos usando biotecnología, la nanotecnología nos da un control tal sobre la materia, que somos capaces de “programar” materiales inteligentes, que van camino a portarse como pequeños sistemas vivientes.
En la Argentina, existe una comunidad muy activa, vigorosa e interdisciplinaria que hace avanzar día a día esta disciplina, desde universidades, empresas e instituciones de investigación. En las últimas dos décadas se ha pasado de investigar a generar conocimiento explotable. Hoy en día, hay decenas de compañías en el área, aparecen los primeros productos (desde sistemas de purificación de agua hasta desinfección hospitalaria), y hay redes de trabajo en temas de alto impacto para nuestro país. Por ejemplo, la Red Nanoquimisens, formada por las universidades nacional de San Martín, Cuyo, Córdoba y San Luis. Esta red se formó para atacar problemas de la Región de Cuyo, apuntando a desarrollar nuevos materiales y métodos para mejorar el acceso al agua y sensores para detectar toxinas de hongos que afectan a los cultivos. Pese a las dificultades de hacer ciencia en nuestro país, agravadas por la situación económica y política actual, la red avanza, forma nuevos recursos humanos y permite una colaboración entre laboratorios de diferente origen que apuntan a un objetivo común: resolver un problema social.
Las nanotecnologías son un gran ejemplo de cómo la investigación científica de frontera repercute en el desarrollo humano. El impacto hoy en día es grande en campos tan diversos como la ciencia de alimentos, la tecnología automotriz, los deportes o el petróleo, y con enorme potencial en nuevas energías sustentables, medicina personalizada o cuidado del ambiente. Por supuesto, el desarrollo requiere tiempo, esfuerzo e inversión, y paciencia. Pero el premio es grande, el siglo XXI es el del desarrollo del conocimiento. La Argentina puede ser aún más grande adoptando estas pequeñas tecnologías.
*El autor es doctor en Química (UBA) e Investigador Superior de Conicet. Además, es director del Instituto de Nanosistemas de la Universidad Nacional de San Martín, y vicepresidente de la Academia Nacional de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Además Galo Soler Illia es nieto del expresidente de la Nación, Arturo Umberto Illia (1900-1983).
Producción y edición: Miguel Títiro - [email protected]