Tecnologías y NBIC

Nanotecnologías

El mundo de lo diminuto fue descubierto por Anton Van Leuvenhock y su trabajo por la ampliación de lentes con lo que logró la creación de los microscopios. Tras ello vendría el descubrimiento molecular y atómico. Con el paso del tiempo y el auge de la robótica el microcosmos volvió a ser objeto de especulación y atención, además del trabajo e investigación en física cuántica. Uno de sus frutos fue el planteamiento de robots en el interior de nuestros cuerpos realizando diversas tareas en beneficio nuestro. A la disciplina que surgió de la consideración científica de los planteamientos se le llamo: nanotecnología.

La nanotecnología es el conjunto de tecnologías y áreas de investigación inter-multidisciplinarias (Nanociencias con fundamento en química, física, estudio de superficies, telecomunicaciones, biología, robótica, etc.) cuyo objeto de estudio es la materia y sus propiedades a escala nanométrica (0.1 a 100 nm) a fin de manipular, construir, producir, sintetizar y controlar procesos, sistemas y aparatos a dicha escala. 

Un nanómetro. Un nanómetro equivale a una mil millonésima parte de un metro. Un organismo unicelular (bacterias) o una célula aislada se miden en micrómetros (mycoplasma genitalium 0.2 micrómetros, un espermatozoide humano 0.6 micrómetros). Un micrómetro es igual a mil nanómetros. Los virus y moléculas pequeñas se hallan a escala nanométrica. La molécula de agua mide aproximadamente 0.275 nanómetros. 

Por ello el trabajo nanotecnológico es, principalmente, a nivel molecular, ya sea a nivel orgánico (estudio de la biología molecular, funciones e interrelaciones de sustancias a dicho nivel) o sintético (conductores, materiales inorgánicos, etc.). En esta dimensión los materiales poseen propiedades distintas a las de su agrupación en nuestra escala (propiedades cuánticas), por ello la investigación y progreso en este campo generará gran cantidad de novedades que revolucionarán las ciencias y la sociedad en general. Las nanotecnologías pueden ser aplicadas en los rubros el mineral-agroindsutrial, el campo médico, farmacéutico y de salud; el rubro Medio ambiental y energético; en el área de Materiales y Fabricación de productos; y la Informática, electrónica y comunicaciones[1].

Nanomateriales

Los nanomateriales se caracterizan por ser fragmentos y partículas en nano escala de diferentes materiales llamadas nanopartículas. Estas son porciones químicas menores a los 100nm, dimensión a partir de la cual las características de los macromateriales cambian radicalmente debido a que se sujetan a las leyes físicas descritas por la mecánica cuántica, vinculada a la estructura, geometría y posición de partículas[2].  De acuerdo a su morfología se les agrupa como nanoesferas, nanotubos, anillos, nanocristales, nanocables, etc.

Algunos tipos de nanomateriales son:

Fulerenos. Moléculas estables de carbono que pueden adoptar formas geométricas variadas a escalas nanométricas, pudiendo ser nanotubos, nanoesferas y otros. Son superficies porosas, ligeras y altamente resistentes.

Nanotubos. Los existen de muchos materiales (óxidos metálicos), pero principalmente de carbono. Son estructuras básicas unidimensionales por su longitud y escaso espesor (alrededor de 1nm). Poseen propiedades sorprendentes como la conducción o semiconducción dependiendo del pliegue de la lámina de carbono que les da origen, cuyas aplicaciones varían desde la fabricación de cables conductores de primer nivel y transistores de última generación. Son elementos altamente resistentes a la compresión y muy elásticos, esto permitiría un recubrimiento y protección eficaz de materiales. Se producen sometiendo metano a temperaturas altas[3]. 

Nanocantilevers. Elementos sólidos extremadamente finos que pueden detectar elementos con masas próximas a los atogramos. Se emplean en diferentes Microscopios con capacidad de evaluación molecular. 

Dendrímeros. Macromoléculas estructurales que consisten en un átomo o un grupo de átomos fijos como núcleos a partir de los cuales se anexan, por medio de reacciones químicas, diferentes átomos como ramificaciones. Son elementos análogos a virus y proteínas complejas, se les emplea para administrar fármacos y, a futuro, el envío de genes de una célula a otra[4]. 

Nanofabricación 

Para la elaboración de nanoestructuras se emplean principalmente dos técnicas[5]:

– De arriba-abajo. Consiste en la “molienda” o descomposición de un material ya formado. Actualmente esta técnica es empleada para la producción de chips y lasers. 

-De abajo-arriba. Es la articulación o ensamblado de nanobloques de materia, es decir el acoplamiento de átomo por átomo hasta lograr el producto final.  Puede ejecutar por inducción a la reunión de átomos por propiedades físico-químicas (autoensamblado) o por manipulación mecánica. 

Son considerados mecanismos de manipulación a nanoescala el Microscopio de Sonda de Barrido (SPM) y el Microscopio de Fuerza Atómica (AFM).

Nanomedicina[6]

Es el área aplicada a la prevención, diagnóstico y terapia de males congénitos o de naturaleza exógena en organismos vivos, principalmente en el ser humano. Este campo rico y novedoso ofrece la posibilidad de reconocer mal funcionamiento genético o genes defectuosos, la aparición de tumores, la reparación de tejidos, reconstrucción de órganos, inoculación y administración de fármacos necesarios en cantidades precisas para zonas específicas, reestructuración molecular o protéica, implantes pasivos o activos para mejorar el rendimiento y la eliminación de células cancerosas.  

Nanorrobótica. 

Rama de la nanotecnología cuyo objeto de estudio son los nanorrobots, nanopartículas y elementos programables producto de la manipulación y ensamblaje de componentes a escala nanométrica. En la actualidad son fabricados a partir de elementos orgánicos como fibras de ADN y se les provee energía bioquímica (glucosa, oxigeno, azúcares, etc.)[7]. Los nanorrobots de silicio, al estilo de la ciencia ficción, son todavía proyecciones teóricas y en faceta de desarrollo muy temprano. 

La Universidad Estatal de Arizona en colaboración con la Academia China de Ciencias lograron la destrucción de un tumor cancerígeno en ratones de laboratorio gracias al uso de nanobots (una lámina de ADN con dimensioens de 90nm x 60nm) que cortaron el suministro de sangre de las células malignas de manera exitosa y sin efectos secundarios[8].

Hoy en día esta tecnología se halla en desarrollo y promete lograr grandes cambios en el mundo tal cual lo concebimos. La medicina será exponencialmente revolucionada y con ello la vida de todos nosotros. Podremos lidiar con enfermedades y males reduciendo el alcance de los efectos secundarios. En Argentina (Universidad CAECEUniversidad de Buenos Aires), Colombia (Universidad Pontificia BolivarianaPontificia Universidad Javeriana) y Chile (Universidad Austral de ChilePontificia Universidad de Chile) existen centros destinados a la investigación académica sobre nanotecnologías.

La importancia de que los ciudadanos estén enterados sobre el avance tecnológico del mundo se centra en la capacidad de demanda por una revolución y actualziación de la operatividad gubernamental; por otro lado, el proceso de evolución de la dirección política y sus actores hacia la consideración de estas herramientas resulta, con cada año que transcurre, una urgencia, más que una recomendación. De acuerdo a una publicación de la Revista de la Sociedad Química del Perú en el Proyecto Educativo Nacional al 2021 no existe mención alguna de las nanotecnologías ni de las nanociencias. Una triste realidad que debemos en conjunto superar. El mundo se abre puertas hacia un futuro del que debemos ser partícipes y no espectadores tardíos o víctimas de su ignorancia. Ahí surge la Extrapolítica, como aquella reunión de esfuerzos por proyectarnos hacia el futuro. 

Piero Gayozzo 

Founder and Sub Director

Notas

[1] http://www.aetsa.org/download/publicaciones/antiguas/AETSA_2007-02_F2_Nanomedicina.pdf

[2] Luis Rodríguez-López, José & Mendoza Uribe, Guadalupe. (2007). La nanociencia y la nanotecnología: una revolución en curso. Perfiles latinoamericanos: revista de la Facultad Latinoamericana de Ciencias Sociales, Sede México, ISSN 0188-7653, Nº. 29, 2007, pags. 161-186. 14.

[3] https://www.bbc.com/mundo/noticias/2013/07/130712_nanotubos_carbono_mexico_finde_am

[4] Abbasi E, Aval SF, Akbarzadeh A, et al. Dendrimers: synthesis, applications, and properties. Nanoscale Research Letters. 2014;9(1):247. doi:10.1186/1556-276X-9-247.

[5] Luis Rodríguez-López, José & Mendoza Uribe, Guadalupe. (2007).Óp. Cit.

[6] Nanomedicina (1) Óp. Cit.

[7] Saxena S, Pramod B J, Dayananda B C, Nagaraju K. Design, architecture and application of nanorobotics in oncology. Indian J Cancer [serial online] 2015 [cited 2018 Oct 7];52:236-41. Recuperado de: http://www.indianjcancer.com/text.asp?2015/52/2/236/175805

[8] Recuperado de: https://phys.org/news/2018-02-cancer-fighting-nanorobots-tumors.html

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *