Nanotecnología: la Ciencia del Futuro

La Nanotecnología es una rama de las ciencias aplicadas (ciencias que se caracterizan por su aplicación práctica), que estudia el control y manipulación de la materia a un nivel de átomos y moléculas a nano escala.
Nano, es una medida milmillonésimo parte de un metro (0.000.000.001), un átomo es la quinta parte de esa medida; viene del prefijo griego vavog que significa súper enano.
Para comprender el potencial de esta tecnología, es clave saber que las propiedades físicas y químicas de la materia cambian a escala nanométrica, lo cual se debe a efectos cuanticos.
La conductividad eléctrica, el calor, la resistencia, la elasticidad, la reactividad, entre otras propiedades, se comportan de manera diferente que en los mismos elementos a mayor escala.
Los progresos actuales pueden calificarse más bien de nanociencia, cuerpo de conocimiento que sienta las bases para el futuro desarrollo de una tecnología basada en la manipulación detallada de las estructuras moleculares.
En 1959 se escucha hablar por primera vez de las posibilidades de la nanociencia y la nanotecnología en el celebre discurso entregado por el Premio Nóbel de física Richard Feynman en el Caltech (Instituto Tecnológico de California), titulado “Al fondo hay espacio de sobra” en esos tiempo fue un gran visionario y planteaba que al ser la ciencia capaz de producir materiales de dimensiones atómicas o moleculares se produciría una nueva gran revolución de nuevos descubrimientos.
La característica fundamental de la nanotecnología, es que constituye un ensamblaje interdisciplinario de varios campos de las ciencias naturales que están altamente especializados.
La ciencia ha alcanzado un punto en el que las fronteras que separan las diferentes disciplinas han empezado a diluirse, y es precisamente por esa razón por lo que la nanotecnología también se refiere a ser una tecnología convergente.
Una posible lista de ciencias involucradas sería la siguiente:
Química – Bioquímica – Biología molecular – Física – Electrónica – Informática.
Hoy se están invirtiendo grandes sumas en millones de dólares para el estudio de esta ciencia, y en el mediano plazo nuestra humanidad estará siendo testigo de una nueva revolución industrial sin parangón en nuestra historia y con un futuro insospechado.
Los científicos quieren desarrollar una nueva tecnología basada en maquinas moleculares (“Ensamblador”), capaces de crear átomo a átomo todo lo que nos rodea. Uno de los primeros retos de la investigación a largo plazo de la nanotecnología es la reproducción de un ensamblador en si mismo reprogramable. Éste sería un dispositivo que puede hacer una copia completa de sí mismo a partir de las materias primas y energía dada.
De todo esto podemos desprender que en el corto plazo seremos testigos de productos tan innovadores que nos vamos asombrar aun mas con las maravillas que los científicos serán capaces de realizar.
Algunos ejemplos:
- Batería para automóviles eléctricos con 160 kilómetros de autonomía.- El empaquetado modular de la batería permite la producción de energía para dotar de autonomía a un automóvil eléctrico por 160 kilómetros. En Altair están desarrollando otra batería que daría autonomía por 320 kilómetros. Aunque son, por ahora, muy costosas, existen otras nano-baterías que prometen, para vehículos eléctricos industriales, un ciclo de vida de veinte años.
- El televisor más pequeño del mundo.- Ha sido presentado en Japón, por Masao Yamamoto, presidente de Scalar Co., el televisor más pequeño producido hasta ahora: pesa 27 gramos, es del tamaño de una lente de unas gafas pequeñas (más una pequeña batería recargable). Su nombre es Teleglass T3-Fe y acercándolo al ojo se ven las imágenes cual si se estuviera a dos metros de un televisor de 28 pulgadas.
- Músculos artificiales.- Un grupo de investigadores, guiados por Alexander Sidorenko, de los Laboratorios Bell Alcatel-Lucent de Murray Hill, ha creado una gelatina que cambia rápidamente sus dimensiones cuando es mojada y que, entre otras aplicaciones, podría ser utilizada para fabricar músculos artificiales.
- Energía eléctrica producida por la propia casa.- Se están experimentando cintas hechas con películas fotovoltaicas que aplicadas en los techos o en las cornisas alrededor de una casa o edificio, son capaces de producir energía eléctrica. Sustituirían los demasiado grandes y costosos paneles solares actuales.
- Sorprendente spray capaz de convertir la luz solar en energía eléctrica.- Se ha desarrollado un spray que al aplicarlo en superficies de acero como techos de almacenes, fabricas, etc…deja una especie de película nanocristalina de células solares permitiendo convertir la luz proyectada por el sol, en energía eléctrica.
- Cristales, lunas o vitrinas multifuncionales.- Serán anti-rayaduras, podrán repeler el polvo y otras suciedades, cambiarán automáticamente de color para mantener el mismo nivel de luz en el interior, ayudarán a mantener la temperatura interior y podrían convertirse en gigantescas pantallas de televisión. En los automóviles, además de todo lo anterior, serán capaces de repeler el agua cuando llueve.
- Tejidos inteligentes.- Ya están en proceso de fabricación en diferentes países del mundo textiles con capacidades desconocidas hasta ahora; por ejemplo, algunos que repelen el sucio; otros para hacer gimnasia miden la temperatura, las pulsaciones y la respiración; otros se auto-regulan en función de la temperatura exterior y protegen del frío en invierno y refrescan al cuerpo en verano; otros son capaces de detectar campos magnéticos; otros de efectuar mediciones clínicas; y otros de cambiar de color según el clima (todo automáticamente).
- Purificación del agua a bajo coste.- En Aquaporin, una empresa danés de reciente formación, luego de más de cuatro años de investigaciones y gracias a la nanotecnología han logrado sintetizar la llamada agua purina, capaz de depurar las aguas residuales con un coste un 80% inferior a los sistemas actuales. A nivel mundial, sólo el sector industrial invierte al año 250 mil millones de dólares en depuración de las aguas residuales.
Y eso que todavía no le hablo de la Tecnología RFID (identificación mediante radio frecuencia) con esta tecnología se pueden identificar automáticamente objetos físicos, también “smart tags” o etiquetas inteligentes; contienen en su interior un chip de hasta 512 bits de memoria y una antena sensible a las ondas de radio. Pueden comunicar a cierta distancia los datos que contienen sin necesidad de batería o corriente continua, así como tampoco requieren de un lector óptico, como sucede con los códigos de barra.
Ustedes se pueden preguntar en que me cambia la vida la tecnología RFID; En algo tan simple como la experiencia en los supermercados va a cambiar radicalmente; voy a colocar parte de un artículo de Boris de Bolivia que tiene en su blog:
“Los grandes supermercados de todo el mundo han hecho lo posible y lo imposible para convertir la experiencia de los clientes en algo agradable, incluso lúdico y divertido. Pero, hasta ahora, todos esos esfuerzos han encontrado un punto aparentemente sin solución: el paso por las cajas y el pago de la compra, con sus filas, esperas, disgustos, etc. Eso cambiará muy pronto. En los supermercados de un futuro cercano, la experiencia de los clientes será algo muy parecido a la siguiente escenificación:
1) La o el cliente al llegar al establecimiento, toma un carrito “inteligente” y en una ranura del mismo inserta su tarjeta de cliente; de inmediato, se activa una pantalla colocada cerca del manubrio del carrito.
2) En la pantalla van apareciendo las ofertas que le hace el supermercado a ese cliente en particular, debidamente personalizadas, de acuerdo con su historial de compras, con la indicación del lugar donde se encuentran en el establecimiento.
3) El cliente comienza a recoger productos de las estanterías y góndolas y al momento de colocarlas en el carrito, aparece un recuadro en la pantalla que le indica el precio de cada artículo seleccionado y la suma acumulada de la compra que está haciendo.
4) Al final de su compra, la o el cliente se dirige directamente al área de embolsado y empaquetado.
5) Al retirar su tarjeta de cliente, el total de la compra es cargado automáticamente a su tarjeta de débito o a la tarjeta de crédito que esté vinculada a la tarjeta del cliente.
6) La o el cliente sale del supermercado a través de una estación de control que verifica si todos los artículos han sido pagados; en caso contrario, activa una señal de alarma".
En ese momento, las cajas habrán desaparecido de los supermercados. No habrá esperas ni filas agobiantes. ¿Cómo se llegará a esta situación? Gracias a la tecnología conocida como RFID.
Bueno de todas estas nuevas tecnologías que van a cambiar nuestra vida vamos a ir estudiándola en nuestros próximos artículos.
Si me gustaría dejarlos a todos invitados a enviarnos sus comentarios y aportes sobre este articulo.