La característica fundamental de
nanotecnología es que constituye un ensamblaje interdisciplinar de varios
campos de las ciencias naturales que están altamente especializados. Por tanto, los
físicos juegan un importante rol no sólo en la construcción del microscopio
usado para investigar tales fenómenos sino también sobre todas las leyes de la mecánica cuántica. Alcanzar la estructura del
material deseado y las configuraciones de ciertos átomos hacen jugar a la
química un papel importante. En medicina, el desarrollo específico dirigido a
nanopartículas promete ayuda al tratamiento de ciertas enfermedades. Aquí, 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 la que
la nanotecnología también se refiere a ser una tecnología convergente.
Una posible lista de ciencias involucradas sería la
siguiente:
- Química (Moleculares y computacional)
- Bioquímica
- Biología molecular
- Física
- Electrónica
- Informática
- Matemáticas
- Medicina
- Nanoingenieria
Nanotecnología
avanzada
La nanotecnología avanzada, a veces
también llamada fabricación molecular, es un
término dado al concepto de ingeniería de
nanosistemas (máquinas a escala nanométrica) operando a escala molecular. Se
basa en que los productos manufacturados se realizan a partir de átomos. Las
propiedades de estos productos dependen de cómo estén esos átomos dispuestos.
Así por ejemplo, si reubicamos los átomos del grafito (compuesto
por carbono, principalmente) de la mina del lápiz podemos
hacer diamantes (carbono
puro cristalizado). Si reubicamos los átomos de la arena (compuesta básicamente
por sílice) y
agregamos algunos elementos extras se hacen los chips de un ordenador.
A partir de los incontables ejemplos
encontrados en la biología se sabe que
miles de millones de años de retroalimentación evolucionada puede producir
máquinas biológicas sofisticadas y estocásticamente
optimizadas. Se tiene la esperanza que los desarrollos en nanotecnología harán
posible su construcción a través de algunos significados más cortos, quizás
usando principios biomiméticos. Sin
embargo, K. Eric Drexler y otros investigadores han propuesto que la
nanotecnología avanzada, aunque quizá inicialmente implementada a través de
principios miméticos, finalmente podría estar basada en los principios de la ingeniería mecánica.
Determinar un conjunto de caminos a
seguir para el desarrollo de la nanotecnología molecular es un objetivo para el
proyecto sobre el mapa de la tecnología liderado por Instituto Memorial Battelle (el jefe de
varios laboratorios nacionales de EEUU) y del Foresigth Institute. Ese mapa debería estar completado
a finales de 2006.
Futuras
aplicaciones
Según un informe de un grupo de
investigadores de la Universidad de Toronto, en Canadá, las quince
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.
- Cambios térmicos moleculares (Nanotermología).
Aplicaciones
Actuales
Nanotecnología
aplicada al envasado de alimentos
Una de las aplicaciones de la
nanotecnología en el campo de envases para alimentación es la aplicación de
materiales aditivados con nanoarcillas, que mejoren las propiedades
mecánicas, térmicas, barrera a los gases, entre otras; de los materiales de
envasado. En el caso de mejora de la barrera a los gases, las nanoarcillas
crean un recorrido tortuoso para la difusión de las moléculas gaseosas, lo cual
permite conseguir una barrera similar con espesores inferiores, reduciendo así
los costos asociados a los materiales.
Los procesos de incorporación de las
nanopartículas se pueden realizar mediante extrusión o por recubrimiento, y los
parámetros a controlar en el proceso de aditivación de los materiales son: la
dispersión nanopartículas, la interacción de las nanopartículas con la matriz,
las agregaciones que puedan tener lugar entre las nanopartículas y la cantidad
de nanopartículas incorporada.
Riesgos
Potenciales
Sustancias
Viscosas
Recientemente,
un nuevo estudio ha mostrado como este peligro de la “sustancia viscosa gris”
es menos probable que ocurra de como originalmente se pensaba. K. Eric Drexler
considera un escenario accidental con sustancia viscosa gris improbable y así
lo declara en las últimas ediciones de Engines of Creation. El escenario
sustancia viscosa gris clamaba la Tree Sap Answer: ¿Qué oportunidades existen
de que un coche pudiera ser mutado a un coche salvaje, salir fuera de la
carretera y vivir en el bosque solo de savia de árbol?. Sin embargo, se han
identificado otros riesgos mayores a largo plazo para la sociedad y el entorno.
Una variante de esto es la “Sustancia viscosa verde”, un escenario en que la
nanobiotecnología crea una máquina nanométrica que se autoreplica que consume
todas las partículas orgánicas, vivas o muertas, creando un cieno -como una
masa orgánica muerta. En ambos casos, sin embargo, sería limitado por el mismo
mecanismo que limita todas las formas vivas (que generalmente ya actúan de esta
manera): energía disponible.
Veneno y Toxicidad
Veneno y Toxicidad
A corto plazo,
los críticos de la nanotecnología puntualizan que hay una toxicidad potencial
en las nuevas clases de nanosustancias que podrían afectar de forma adversa a
la estabilidad de las membranas celulares o distorsionar el sistema
inmunológico cuando son inhaladas o ingeridas. Una valoración objetiva de
riesgos puede sacar beneficio de la cantidad de experiencia acumulada con los
materiales microscópicos bien conocidos como el hollín o las fibras de asbestos.
Hay una posibilidad que las nanopartículas en agua potable pudieran ser dañinas
para los humanos y otros animales. Las células de colon expuestas a partículas
de dióxido de titanio se ha encontrado que se descomponen a mayor velocidad de
la normal. Las nanopartículas de dióxido de titanio se usan normalmente en
pantallas de sol, haciéndolas transparentes, al contrario de las grandes
partículas de dióxido de titanio, que hacen a las pantallas de sol parecer
blancas.
