El fascinante mundo de la nanotecnología

Imaginemos pequeñas máquinas imperceptibles al ojo humano que se mueven dentro de nuestro cuerpo, curando y/o reparando ADN, células o tejido, protegiéndonos contra enfermedades, sean estas genéticas, virales o bacterianas, que destruyen -indistintamente del lugar donde se alojen- las células cancerígenas e incluso el sida, que auscultan, además, nuestro sistema digestivo, circulatorio y respiratorio, viajando por y a través de ellos, mostrando imágenes en vivo de su recorrido y transmitiéndolas vía microondas al computador personal del médico, para que determine el mejor tratamiento. En el nivel de nuevos materiales (nanomateriales) para aplicaciones múltiples en todas las áreas de desarrollo médico y de ingeniería, se espera construir en pocos años aeronaves más rápidas y livianas, nuevos combustibles (baterías) que no contaminen el medio ambiente, satélites más pequeños y baratos con más prestaciones y potencia que los actuales, superconstrucciones como el ascensor entre tierra y el espacio, armas inteligentes que busquen un blanco específico, sistemas de supervivencia militares inteligentes, vehículos más livianos y seguros. También se están obteniendo circuitos integrados moleculares mucho más rápidos, lo que permitirá el desarrollo de equipos electrónicos más pequeños, mejorará cientos de miles de veces los sistemas de computación actuales, abrirá las puertas para la creación de computadores moleculares y/o cuánticos con capacidades de procesamiento y almacenamiento de datos superior a la humana. Los sistemas de comunicación móvil y fija evolucionarán. La Internet será un sistema viviente -"vida digital"- que llevará la inteligencia artificial a un nivel igual o superior al humano, haciendo que los sistemas de cómputo sean más amigables e incluso integrados con el hombre - Hombre Biónico. Ahora imaginemos pequeñas máquinas (nanomáquinas) que pueden construir cualquier cosa manipulando átomos y moléculas a conveniencia. Por ejemplo, edificios, vehículos, fármacos, alimentos e incluso nueva vida. Las nanomáquinas podrán -en los niveles atómico y molecular- desmaterializar y materializar objetos o personas (teleportación) sin importar la distancia, reparar los tejidos de cuerpos congelados con el fin de revivirlos (biostasis o criogenía). Reconstrucción biológica de cualquier ser vivo, manipulación genética a gran escala (nanobiotecnología) para crear mejores alimentos, fármacos y sistemas nanorrobóticos que reparen nuestras células impidiendo de paso el envejecimiento (inmortalidad) e incluso replicar cualquier objeto animado o inanimado que exista en la naturaleza. Tal como van las cosas, el camino hacia la manufacturación molecular a gran escala conducida a través de las nanomáquinas y los sistemas moleculares permitirá en el futuro solucionar problemas que aquejan al mundo actual, en particular a países del tercer mundo y en vías de desarrollo, como son: - Almacenamiento, producción y conversión de energías renovables - Productividad avícola, ganadera y agrícola a gran escala, al igual que la detección y control de plagas. - Tratamiento y recuperación de aguas residuales y/o contaminadas. - Diagnóstico y tratamiento de enfermedades genéticas, virales, bacterianas e infecciosas en general in vivo e in situ (Nuevos sistemas de administración de fármacos) - Procesamiento y conservación de alimentos. - Contaminación atmosférica y conservación del medioambiente. Estos y otros proyectos pertenecen a una nueva ciencia conocida como Nanotecnología, considerada como la próxima revolución industrial. Se define como el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nanoescala. Es decir, la manipulación de átomos y moléculas para crear dispositivos de alta precisión en el nivel atómico-molecular. Un nanómetro equivale a la mil millonésima parte de un metro, o millonésima parte de un milímetro (Un nanómetro =1nm =10-9m). En conjunto con la nanotecnología, se habla de la Nanociencia. Esta centra su estudio en los átomos y las moléculas, u objetos cuyo tamaño es nanométrico (entre 1nm y 100nm). La diferencia que hay entre la nanociencia y otras ciencias está en el factor de escala de estudio, es decir, sistemas que no se pueden observar a escala macroscópica adquieren importancia, como por ejemplo propiedades de la mecánica cuántica y la termodinámica. En vez de estudiar materiales en su conjunto, los científicos investigan con átomos y moléculas individuales. Al aprender más sobre las propiedades de las moléculas, es posible unirlas de forma bien definida para crear nuevos materiales con nuevas e increíbles propiedades fisicoquímicas. Esto se logra a través de un nanoengranaje, pieza de un motor molecular de un sistema robótico (nanobots), que le permitirá desplazarse por diferentes medios, incluso dentro de nuestro cuerpo, viajando por el torrente sanguíneo para llegar a la zona lesionada y repararla, eliminando cualquier tipo de infección viral, bacteriana. Podría incluso reparar material genético. Los nanorobots médicos podrán transportar medicamentos a zonas específicas del organismo, que podrán trabajar en conjunto con el sistema inmunológico para eliminar cualquier tipo de enfermedad, reparando tejido si existe algún tipo de lesión. En general, se pretende que estas nanomáquinas puedan ser diseñadas para ensamblar moléculas e incluso autoensamblarse, para construir objetos animados e inanimados a nanoescala, hasta llegar a un sistema microscópico, mesoscópico o macroscópico. Créditos de las imágenes del autor. Estas dos ciencias prometen desarrollar una revolución tecnológica e industrial sin precedentes en el nivel mundial. Colombia no puede quedarse al margen de la investigación y desarrollo en nanotecnología y nanociencias. Aunque ha iniciado investigaciones de forma tangencial en estas disciplinas, son insuficientes, según datos aportados por los investigadores Michael Porter, de Harvard Business School; Scott Stern, de Northwestern University, y el Consejo Nacional de Investigaciones Económicas de Estados Unidos. Los países hispanos están en la retaguardia en investigación y desarrollo (I+D) en nanotecnología y nanociencias, tal como se muestra entre paréntesis, así: España (24), Portugal (33), Chile (41), Brasil (42), Costa Rica (46), México (51), Argentina (56), Panamá (58), Colombia (62), República Dominicana (63), Uruguay (64), Perú (65), El Salvador (66) y Venezuela (67). Colombia en materia de I+D presenta un rezago. Por ejemplo, presenta un grave problema en materia de educación con respecto a países industrializados tanto en el área básica como superior universitaria. Igual sucede con el desarrollo tecnológico, que va de la mano con la investigación que está en una verdadera crisis por el escaso apoyo que existe tanto del gobierno como de la empresa privada. Esto conlleva a que no exista mano de obra calificada en determinadas disciplinas emergentes como las nanociencias y la nanotecnología, lo que relega cada vez más a las nuevas generaciones colombianas a la ignorancia científica y a un colapso económico y social hacia un futuro inmediato. No olvidemos que conocimiento es poder, y Colombia posee un potencial humano que envidian muchos países industrializados. Es un punto a favor que se debe aprovechar al máximo. * Físico-matemático, con estudios en Ingeniería Electrónica y ciencias de la computación. Especialista en redes y cableado estructurado, Docencia universitaria y bioética. Maestría en bioética. Actualmente, trabaja en varios artículos relacionados con la nanotecnología e ingeniería. Su libro titulado 'Nanotecnología: Beneficios y potenciales peligros para la humanidad', está siendo evaluado para su posterior publicación en español y en inglés. Están en proyección otros textos cuya temática es la Nanotecnología y tecnologías emergentes, al igual que textos de Nanomedicina, Redes telemáticas del futuro y Biofísica, entre otros.