Nanotecnología: la revolución industrial del nuevo siglo

“Si quieres ver una máquina nanotecnológica, mírate en el espejo”
Eric Drexler

En diciembre de 1959, el Premio Nobel de Física Richard Feynman en una conferencia dada ante la Sociedad Americana de Física, planteaba la siguiente pregunta: “¿Qué pasaría si pudiéramos al final arreglar los átomos de la manera que quisiéramos?”. Feynman había descubierto que las leyes de la Mecánica Cuántica no excluían de ninguna manera la posibilidad de construir máquinas del tamaño de moléculas.

Feynman lo explicaba así: “Los principios de la Física, tal como yo lo entiendo, no dicen nada en contra de la posibilidad de manipular las cosas átomo a átomo. No es un intento de infringir ley alguna; es algo, en principio, que puede hacerse; pero en la práctica no se ha hecho porque somos demasiado grandes. Los problemas de la Química y la Biología saldrían sumamente beneficiados si se desarrollase en última instancia nuestra capacidad para ver lo que hacemos, y para hacer las cosas en un nivel atómico; un avance que a mi juicio no puede evitarse”.

En 1990, dos años después de la muerte de Richard Feynman, científicos de los laboratorios de la IBM escribieron el logotipo de su compañía con 35 átomos de xenón, arrastrándolos por una superficie de níquel. La Física Cuántica nos permitirá tener la capacidad de fabricar máquinas del tamaño de moléculas, inaugurando una nueva clase de máquinas con propiedades sin precedentes llamadas nanotecnologías.

La Nanotecnología establecerá una nueva era relacionando la biología y la tecnología; considerando que los científicos han sido capaces de manipular átomos individualmente, es de suponer que podrían construir engranajes y ruedas cuyos diámetros no sean mayores que uno pocos átomos.

Esta nueva rama de la ciencia trabaja directamente con átomos, modificando la estructura interna de los objetos, y reproduciéndolos a tamaños sólo visibles con poderosos microscopios. El gobierno de los Estados Unidos destinó en el año 2000, una inversión de 500 millones de dólares para investigaciones en este campo.

Lo extraordinario de la Nanotecnología es la capacidad que tendrían estas máquinas moleculares para tomar moléculas de su entorno para reproducirse, creando un número ilimitado de robots moleculares, que con un tamaño aproximado de una millonésima de metro, manipularían átomos individuales, creando fábricas a nivel atómico. Al igual que los virus y bacterias, estas micromáquinas tendrían la propiedad de producir duplicados de sí mismos, por lo que se multiplicarían como seres vivos y modificarían el entorno que las rodea.

En Estados Unidos se ha convertido este campo en una prioridad con la creación de la Iniciativa Nacional de Nanotecnología, en la que participan junto al gobierno algunas agencias como la Fundación Nacional de la Ciencia, el Departamento de Defensa, el Instituto Nacional de Salud y la NASA.

La construcción de dispositivos nanotecnológicos se ha abordado bajo dos tendencias. La primera forma llamada nanotecnología de arriba-abajo, consiste en ir reduciendo en forma progresiva las dimensiones de los objetos. En el segundo enfoque de abajo-arriba, consiste en ir ensamblando el objeto átomo a átomo o molécula a molécula.

Una empresa de Nueva York ha diseñado motores moleculares de 12 nanómetros, tomando como base una parte de la célula encargada de convertir el alimento en energía, los cuales podrán usarse como un arma en la lucha contra el cáncer.

El físico de la Universidad de Stanford en California, Hangjie Dai ha descubierto que nanotubos de carbono con una longitud de 2000 nanómetros, pueden detectar amoníaco y óxido nitroso, un gas que generalmente esta presente en las emisiones de automóviles.

Si se pudiera con ellos diferenciar otros tipos de gases, se utilizarían para localizar agentes contaminantes del ambiente y para analizar la atmósfera de otros planetas.

Científicos de la Universidad de Basilea y del laboratorio de la IBM en Zurich , Suiza, esperan utilizar la pequeña fuerza con que se unen entre sí las moléculas en la doble hélice del ADN para doblar minúsculas palancas de silicio. Se construiría un sensor biomecánico que actuaría como válvulas en medicina, que unidas a microcápsulas atacarían la proliferación de células cancerosas, liberando las dosis necesarias de sustancias químicas en el sitio exacto dañado, las microcápsulas se programarían químicamente para abrirse sólo cuando les lleguen las señales bioquímicas de un determinado tipo de tumor.

La importancia de la nanotecnología queda reflejada en la siguiente opinión expresada por el Almirante David E. Jeremiah, vicepresidente de la Junta de Jefes del Estado Mayor del Ejército de los Estados Unidos, quien afirma: “ las aplicaciones militares de la fabricación molecular tienen más potencial aún que las armas nucleares para cambiar radicalmente el equilibrio de poder”.