Nanotecnología

Para conocer qué es la Nanotecnología, empecemos por aclarar el significado del prefijo "nano": este hace referencia a la milmillonésima parte de un metro. Un átomo es la quinta parte de esa medida, es decir, cinco átomos puestos en línea suman un nanometro. Bien, pues todos los materiales, dispositivos, instrumental, etc., que entren en esa escala, desde 5 a 50 ó 100 átomos es lo que se conoce con el nombre de Nanotecnología.

¿Qué es exactamente la Nanotecnología y cuál es su momento de nacimiento?

Empezando por el final, yo me remitiría a una conferencia impartida en 1959 por uno de los grandes físicos del siglo pasado, el maravilloso teórico y divulgador Richard Feynman. Por aquél entonces, Feynman ya predijo que había un montón de espacio al fondo (el título original de la conferencia fue “There’s plenty of room at the bottom”) y auguraba una gran cantidad de nuevos descubrimientos si se pudiera fabricar materiales de dimensiones atómicas o moleculares. Hubo que esperar varios años para que el avance en las técnicas experimentales, culminado en los años 80 con la aparición de la Microscopía Túnel de Barrido (STM) o de Fuerza Atómica (AFM), hiciera posible primero observar los materiales a escala atómica y, después, manipular átomos individuales.. Ahora, con respecto a qué es la Nanotecnología, empecemos por aclarar el significado del prefijo “nano”: este hace referencia a la milmillonésima parte de un metro. Para hacernos idea de a qué escala nos referimos, piensa que un átomo es la quinta parte de esa medida, es decir, cinco átomos puestos en línea suman un nanometro. Bien, pues todos los materiales, dispositivos, instrumental, etc., que entren en esa escala, desde 5 a 50 ó 100 átomos es lo que llamamos Nanotecnología.

¿Y algo de ese tamaño merece el "nombre" de material? ¿no es puro humo?...

Sin duda, siguen siendo materiales y tienen su comportamiento específico... sólo que puede ser muy sorprendente. A esa escala las propiedades de los materiales cambian. Desde el color, que viene determinado por unas longitudes de onda demasiado grandes para estos tamaños, hasta propiedades como la conductividad, magnetismo, etc. que, a esa escala, pueden comportarse de modo muy diferente al que estamos acostumbrados a observar en el mundo macroscópico. Esto, en cierto modo, podría parecer un problema: imagina que partes de un material, con unas propiedades conocidas que, sin embargo, cambian completamente a escala nanométrica. ¡Pues es un despiste! Un material cualquiera, a escala óptica, tiene, pongamos cuatrillones de átomos que, juntos, interaccionan y dan como resultado unas determinadas cualidades del material. Cuando esa cifra la reducimos a unos pocos cientos, el salto afecta a la esencia misma del material. En definitiva, las propiedades dependen del tamaño.

¿Qué significa poder intervenir a ese tamaño, usando ese instrumental al que has hecho referencia al principio?

Algo fundamental es que esta tecnología abre la posibilidad de creación de materiales a medida, a través de la manipulación de sus átomos. Y cuando digo manipulación lo digo en sentido estricto: conociendo las propiedades de los átomos, estos se pueden organizar de una determinada manera, uno a uno, como un LEGO, lo que da como resultado materiales de condiciones predeterminadas, que además no tienen por qué existir en la naturaleza. No obstante, a un nivel muy práctico, todavía, salvo excepciones, no se ha introducido la nanotecnología dentro de las fábricas, en una cadena de producción industrial, aunque, como digo, hay ya algunos resultados que sí resultan relativamente asequibles.

¿Cómo por ejemplo?

Pues, por ej., en EEUU, para las luces de los estadios se utiliza una aplicación muy específica de esta tecnología, lo que se denomina tubos de carbono de tamaño nanométrico o nanotubos. En Japón, los paneles luminosos también se fabrican ya a partir de materiales semiconductores con nanoestructuras. Como sabes, las bombillas pierden una cantidad de energía enorme en forma de calor (alrededor del 80%, en una bombilla corriente y algo menos en las de tubo). La aplicación de esta tecnología vendría a representar un ahorro muy importante en ese aspecto. También se está investigando para incorporar la misma tecnología a las pantallas planas de los ordenadores o televisores, por su buena capacidad como conductores y emisores de electrones, y un largo etcétera.

¿Cuáles son las dificultades para comercializar estos dispositivos?

En el momento actual, este campo se halla en un estadio que podríamos denominar pre-industrial, a nivel de demostración y diseño de prototipos. EEUU tomó la iniciativa en este campo durante la última etapa del gobierno de Clinton, aprobando un

...las posibilidades que actualmente se adivinan para este tipo de materiales hacen pensar que serán realmente imparables. Se ha hablado ya de la Tercera Revolución Industrial.

presupuesto realmente importante para un programa denominado Iniciativa Nacional sobre Nanotecnología, cuyos resultados ya están apareciendo. También la Unión Europea ha incluido la Nanotecnología como una de las áreas clave en su Sexto Programa Marco, iniciado recientemente y que marca las prioridades en investigación de los países europeos para los próximos años. Y evidentemente, también Japón destina importantes recursos a estos estudios. Todos estos saben que estas tecnologías tendrán una aplicación práctica dentro de pocos años, y que estarán presentes en todos los campos de las ciencias. A nivel español, hay bastantes grupos de investigación activos en estos temas, aunque todavía no mucha presencia de las empresas. Quizá no hayan percibido aún que esto no es ciencia-ficción. Esto es absolutamente real... Es cierto que existen condicionantes de tipo social, cultural o económico que, al final, determinan el éxito o fracaso de una nueva tecnología. Sin embargo, las posibilidades que actualmente se adivinan para este tipo de materiales hacen pensar que serán realmente imparables. Se ha hablado ya de la Tercera Revolución Industrial.

¿Es una tecnología muy cara?

Desde el punto de vista de la investigación yo diría que no es de las más caras, ni mucho menos. En lo que respecta a la fabricación industrial, falta todavía bastante para llegar al nivel de rentabilidad, pero se apunta a una producción realmente masiva y con unos costes de producción muy bajos. Este aspecto económico es algo muy distintivo en la Nanotecnología: por la poca energía que consumen los dispositivos derivados y por la facilidad para situarlos en cualquier punto, se espera que acaben estando presentes en todos los objetos y materiales que nos rodean cotidianamente. Los análisis indican que estas tecnologías pueden llegar a revolucionar la economía, los sistemas de producción y los niveles de vida en un futuro inmediato.