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El ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva de la nación ha definido recientemente áreas prioritarias para la promoción en investigación, una de ellas es la Nanotecnología. Si bien parecería que su denominación la autodefine, tal vez sea oportuno realizar algunas consideraciones.
Nano es un prefijo griego que indica una medida (10-9 m), no un objeto, de manera que la Nanotecnología se caracteriza por ser un campo esencialmente multidisciplinar y cohesionado exclusivamente por la escala de la materia con la que trabaja.
Es un campo de las ciencias aplicadas dedicado al control y manipulación de la materia a una escala menor que un micrómetro, es decir, a nivel de átomos y moléculas (nanomateriales). En este sentido se puede definir a la Nanotecnología como aquella que se dedica a la fabricación de la tecnología en miniatura, maniobrando átomo a átomo.
Se trata de una tecnología que produce elementos no presentes en la naturaleza a partir de lo más pequeño, como átomos y células colocados en lugares deseados. Lo más habitual es que tal manipulación se produzca en un rango de entre uno y cien nanómetros.
Su relativamente reciente origen puede remontarse a mediados del siglo pasado. Fue el ganador del premio Nobel de Física Richard Feynman el primero en hacer referencia a las posibilidades de la nanociencia y la Nanotecnología, en el célebre discurso que dio en el Caltech (Instituto Tecnológico de California) el 29 de diciembre de 1959 titulado Abajo hay espacio de sobra (There's Plenty Room at the Bottom). Entre sus frases centrales está aquella que dice "a medida que el ser humano tiene control de la disposición de moléculas y átomos, se pueden crear nuevos materiales con propiedades inimaginables”.
Tal vez, lo que le imprimió más velocidad expansiva a esta ciencia haya sido el desarrollo del “microscopio de efecto túnel” (1982), el cual permite visualizar átomos como entidades independientes y con ello la manipulación de la materia a una muy pequeña escala.
La Nanotecnología resulta particularmente novedosa, por que se trata de construir de lo más pequeño a lo más grande, proceso que es denominado por los ingenieros químicos como bottom up,en lugar de comenzar por la materia física tal como existe en la naturaleza, y reducirla al tamaño de los objetos de producción, tal como se hace ahora, proceso denominado top down.
La ciencia ha alcanzado un punto en el que las fronteras que separan las diferentes disciplinas comienzan a diluirse, y es precisamente por esa razón por la que a la Nanotecnología también se la reconoce como una tecnología convergente.
Actualmente muchas empresas de liderazgo mundial en ciencia y tecnología (Hewlett-Packard, Intel, LÓreal, IBM, entre otras) invierten gran cantidad de recursos económicos y humanos para posicionarse en esta área. Varias de ellas reconocen su importancia actual y futura por lo que fusionan sus departamentos de investigación y desarrollo para crear nuevos emprendimientos competitivos en este terreno (Nanogen Inc - The Elitech Group). Cabe destacar que Alemania invierte anualmente en Nanociencia más que todos los países de Europa.
Según un informe de un grupo de investigadores de la Universidad de Toronto, en Canadá (2008), las catorce aplicaciones más prometedoras de la Nanotecnología son:
- Almacenamiento, producción y conversión de energía.
- Armamento y sistemas de defensa.
- Producción agrícola.
- Tratamiento y remediación de aguas.
- Diagnóstico y cribaje de enfermedades.
- Sistemas de administración de fármacos.
- Procesamiento de alimentos.
- Remediación de la contaminación atmosférica.
- Construcción.
- Monitorización de la salud.
- Detección y control de plagas.
- Control de desnutrición en lugares pobres
- Informática.
- Alimentos transgénicos
Más específicamente, y sólo como ejemplos de las variadas posibilidades de aplicación de esta tecnología es posible mencionar:
-El aislamiento de los rayos bluetooth y de telefonía móvil por la barrera electromagnética que producen los hilos de vestimentas recubiertos con material nanogénico.
-El desarrollo de filtros de agua construidos con nanomateriales que atraparían las bacterias del cólera o parásitos Cryptosporidium de forma sumamente confiables.
-El diseño de supercondutores de la más alta fidelidad con nanoagrupaciones de oro metálicas (nanoclusters).
-El desarrollo de agentes antitumorales por medio de nanopartículas fabricadas con segmentos de células tumorales.
-La utilización de nanopartículas de plata para mejorar la seguridad de abastecimiento de alimentos a nivel mundial, influyendo sobre la durabilidad hasta su consumo. Aquellas forman parte del empaquetado de alimentos y absorben etileno, lo que amplía la conservación de las frutas.
-La generación de electricidad en recintos cuyas paredes estén pintadas con pinturas especiales que realizan la transformación de la luz solar, o su utilización como un producto antibacteriano para cubrir quirófanos, salas de internación o frigoríficos.
-Para las disciplinas ligadas a la biología resulta especialmente interesante las aplicaciones de las nanoestructuras de ADN que se autoensamblan en formas diferenciadas. Actualmente se pretende utilizar estas estructuras como moldes para ensamblar nanotubos de carbono, nanocables de silicio o puntos cuánticos. IBM investiga la colocación de nanotubos de carbono -hebras de átomos de carbono capaces de conducir la electricidad- en filas con moléculas de ADN. Una vez construida la matriz de nanotubos, se podrán eliminar las moléculas de ADN generadas en el laboratorio, dejando una parrilla ordenada de nanotubos. Esta parrilla podrá funcionar, posiblemente, como dispositivo de almacenamiento de datos.
Como antes se mencionó, el agrícola es uno de los escenarios que más espacio puede brindar a la expansión de esta tecnología, y dentro de aquel, el suelo representa un importante sujeto de aplicaciones.
Si bien existen destacados avances en investigación a escala de detalle, tanto en las propiedades físicas, químicas y biológicas, más recientemente, en términos de la exploración de nuevos campos del conocimiento, aquello relacionado con la contaminación, la genómica edáfica y algunas funciones estructurales va increyendo.
Vinculado a esto último, el estudio del microcosmos de los suelos mediante el análisis de imágenes temporalmente secuenciadas, permite monitorear lo que ocurre, por ejemplo, en un microagregado sometido a diferentes procesos influenciados por las prácticas de manejo.
Asimismo, el estudio de los pooles de materia orgánica y sus interacciones con la fase mineral del suelo se apoya en apreciaciones reducidas cuanto más a escasas fracciones milimétricas.
La dinámica de productos agrotóxicos en el ambiente edáfico también se estudia a nivel de las propiedades que lo caracterizan, y varias de estas tienen entidad a escala manométrica.
El estudio de la genómica estructural y funcional y proteómica de bacterias ambientales, y la caracterización de comunidades microbianas en suelos agrícolas durante procesos de biorremediación, son los actuales pequeños grandes desafíos de la ciencia del suelo.
El suelo como cuba de digestión de procesos múltiples incorpora insumos materiales, energéticos e información que lo vincula al entorno ambiental expresando una identidad tanto productiva como natural. Está claro que aun a nivel macro y meso resta mucho por conocer, pero en la intimidad de la escala podría yacer la explicación de interrogantes aun no develados.
Cuando se aplican prácticas de manejo sus impactos en el suelo se desagregan conforme la calidad de los receptores: biota, fluidos y partículas más o menos organizadas, la reactividad de los mismos está relacionada con la estructura y tamaño que poseen y es posible saber más si se llega a las mínimas expresiones funcionales.
La nanoescala ofrece una nueva perspectiva más allá de lo que puede mostrar un microscopio electrónico, representa la posibilidad de comprender la heterogeneidad, diversidad y variabilidad desde la miniaturización de los materiales y la interpretación de procesos y fenómenos.
La aplicación de tecnología nano en el manejo de suelos parece incipiente, pero tal como sucedió con otras, augura tener grandes posibilidades de incorporarse a los diversos planteos productivos.
Ahora, no obstante, la Nanotecnología, tal como se dijo, reserva para sí la creación de nuevos materiales y con ello todo un campo de renovadas expectativas y de incógnitas. La historia muestra que las innovaciones tecnológicas traen tras de sí cambios rápidos e impredecibles en la forma en como la sociedad transforma la naturaleza para su beneficio.
Cabe entonces hacer la mención que así como ocurre con las otras, deben considerarse las externalidades de esta tecnología. Crear nanoestructuras, que la naturaleza no ha concebido, y liberarlas en el ambiente será como crear una nueva naturaleza (David Rejeski, director del Woodrow Wilson International Center for Scholars, 2006).
A pesar de esto, el camino por ahora es de ida y existe un interés mundial creciente en continuar con las investigaciones y desarrollos en Nanociencia. En latinoamérica, México y Brasil profundizan sus avances, y en Argentina se están potenciando los equipos de trabajo como la ofertas de productos (nanometales por ejemplo).
Tal vez esta manera de hacer ciencia haya sido percibida desde la literatura antes que desde la formalidad de algún laboratorio, cuando en 1943 Antoine de Saint Exupéry en El Principito inmortaliza la frase “lo esencial es invisible a los ojos” |
