Carbón transparente, oro rojo, madera incombustible. Lo que
siempre se pensó estaba determinado por su naturaleza, hoy se puede
modificar gracias a la nanotecnología, técnica de laboratorio que
permite trabajar a nivel atómico con los materiales y alterar sus
propiedades drásticamente. "Ahora somos capaces de introducir nuevas propiedades a viejos materiales, con lo que extendemos la paleta de colores con la que el científico puede fabricar nuevos dispositivos", dice el científico español Javier García, director del Laboratorio de Nanotecnología Molecular de la Universidad de Alicante y uno de los principales promotores de la nanotecnología en el mundo.
En 2007, Javier García
obtuvo el premio TR35, que Technology Review y el Instituto Tecnológico de Massachusetts otorgan a los innovadores más destacados menores de 35 años. Un año después fundó la empresa Rive Technology, donde fabrican nanomateriales que permiten mejorar la eficiencia del proceso catalítico en el refinado del petróleo, reduciendo los residuos y las emisiones de CO2.
Desde España, pronostica los beneficios que esta técnica -que todavía es incipiente en Chile- traería para el país: "La nanotecnología ofrece la posibilidad de reducir la dependencia de Chile de las exportaciones de minería, agropecuarias y de otros sectores ligados a sus recursos naturales".
1 NUEVA ENERGÍA
Hoy la nanotecnología busca alternativas energéticas más eficientes para evitar la dependencia de combustibles fósiles, como el carbón o el petróleo, trabajando en los biocombustibles. ¿Por ejemplo? Los residuos de la agricultura -la parte no comestible de los alimentos-, la madera o las algas: todos recursos que Chile tiene en grandes reservas.
"Esto reduciría mucho la contaminación en comparación al carbón. Es fundamental usar residuos de forma que se cree un ciclo casi cerrado", dice García.
Además, puesto que la nanotecnología permite crear nuevos materiales, hoy se intenta trabajar en materiales alternativos al silicio -utilizados en la fabricación de paneles solares- que sean más baratos y permitan aumentar su eficiencia. "Esto permitiría reducir el costo de kilovatio-hora, que es la principal barrera para el despegue de la energía solar", asegura.
Actualmente, el kilovatio-hora cuesta más que quemar carbón para producir electricidad, pero los avances en nanotecnología podrían hacer que la energía solar quede a la par con sus competidores tradicionales y más económicos. "Los paneles hoy tienen eficiencia en torno al 12 por ciento. Si la tuvieran en torno al 30 por ciento, con materiales que han demostrado esta eficiencia en el laboratorio, entonces podría resultar competitiva", ejemplifica el científico.
Esta tecnología también se está aplicando a las baterías de estado sólido o de ion-litio, tanto para mejorar la cantidad de energía que puede almacenarse como la velocidad de carga y descarga. El reto consiste en fabricar baterías que duren varias veces más y que puedan recargarse en unos pocos minutos, en vez de varias horas.
2 MEJORES MEDICAMENTOS
Granos en la piel, náuseas, exceso o falta de sueño, sequedad en la boca, cambios en el apetito. Son sólo algunos de los efectos secundarios que pueden producir distintos medicamentos. Hay personas que no toman aspirinas porque les daña el estómago; otros, paracetamol, porque les perjudica el hígado, a pesar de que estos órganos no son los destinatarios de estos medicamentos. La nanotecnología permite que la liberación del medicamento ocurra sólo en el lugar exacto donde se necesita, lo que impide el daño a otros órganos.
Pero esta técnica no sólo puede utilizarse para dolores cotidianos, sino también en la lucha contra uno de los mayores enemigos del hombre: el cáncer. Se podrán ofrecer terapias personalizadas para cada tipo de cáncer, mediante nanopartículas (o nanocápsulas) que atacan directamente las células malignas: se toman, viajan por el torrente sanguíneo, reconocen el tumor, se adhieren a él, se abre la cápsula y se libera el medicamento que mata la célula cancerígena, dejando el resto del tejido intacto. Los ensayos de esta tecnología han dado resultados muy positivos en animales y se está a punto de empezar los ensayos clínicos con humanos.
Pero en la prevención la nanotecnología también tiene grandes posibilidades. En muchos casos, el diagnóstico de un cáncer ocurre cuando el tumor ya es muy grande o requiere de una extracción de muestra. "El uso de nanomateriales que se adhieren sólo en las células tumorales permite identificar a éstas en etapas muy tempranas del cáncer", cuenta Javier García.
Para ello se utilizan nanopartículas que son muy fáciles de detectar mediante rayos X -por ejemplo una mamografía- o mediante un campo magnético -una resonancia magnética-. Así, es posible detectar tumores muy pequeños cuando apenas se está desarrollando la enfermedad, con lo que se mejora el pronóstico y no se requiere operación o tratamiento agresivo.
3 MATERIALES MARAVILLOSOS
Los edificios en los que vivimos, los autos que nos transportan y la ropa con la que nos vestimos están hechos con los materiales que nos provee la naturaleza.
Pero el carbón lo cambiará todo.
En los últimos años, gracias a la nanotecnología, "hemos aprendido a modificar sus propiedades y ahora existen nuevas formas de carbono", dice García, "que si bien tienen la misma composición química, sus propiedades no tienen nada que ver con el carbón de la mina".
García habla de un carbón que no es negro, blando ni quebradizo. En algunos casos es transparente y conduce la electricidad y en otros casos es más ligero y duro que el acero.
"Cuando los científicos pensábamos que ya lo sabíamos todo de un elemento tan conocido como el carbono, vino la nanotecnología a enseñarnos que aún quedaba mucho por aprender", cuenta Javier García.
Las posibilidades son enormes. Autos más livianos -que resisten mejor los impactos gracias nuevos materiales de fabricación- más seguros y con menos gasto de combustible. Edificios mejor aislados térmicamente, mediante el uso de nanocerámicas, que retienen mejor el calor en invierno y son más frescos en verano. O madera resistente al fuego, superficies autolimpiables y tejidos impermeables. ¿Cómo así? Una vez que se fabrica el tejido o el vidrio, se aplica un tratamiento que permite retener el agua, convirtiéndola en una superficie hidrofóbica. La ropa no se moja ni se mancha con vino o café, y el vidrio no queda con la huella de la gota de agua.
4 ADIÓS AL CO2
Chile tiene 145 centrales termoeléctricas, las que son perjudiciales para el medio ambiente, pues generan emisiones de gases que contribuyen al efecto invernadero y a la producción de lluvia ácida. "Si continuamos utilizando gas natural, carbón y petróleo para producir energía es necesario contar con tecnologías que nos permitan minimizar su impacto sobre el calentamiento global y la eliminación del CO2 (dióxido de carbono) es una solución tan evidente como técnicamente dificultosa", asegura Javier García.
Gracias al uso de nanomateriales se están desarrollando algunas soluciones sobre la base de absorbentes -modificados con técnicas de nanotecnología- tales como filtros, membranas y polímeros, para la monitorización y eliminación de contaminantes y partículas del aire y el agua. Esto sirve para retener el CO2 en los gases de emisión antes de liberarse en la atmósfera. Luego este gas se fija en forma de sólido, de manera que se puede reutilizar o simplemente enterrar.
En el caso de los contaminantes del agua, se pueden utilizar nanopartículas de óxido de titanio que destruyen los residuos orgánicos del agua simplemente al darles la luz del sol. Así, se eliminan los residuos orgánicos que causan la proliferación de bacterias en las aguas urbanas, evitando el riesgo de enfermedades como el cólera.
5 MOLÉCULAS AL PODER
Es a partir de una barra de acero, que se fabrican tornillos o vigas para edificios. Es a partir de un árbol, que se hace papel o se modela una mesa. De piezas grandes a piezas pequeñas: la forma en que las industrias fabrican los materiales. La nanotecnología viene a cambiar este paradigma totalmente, imitando a la naturaleza en la construcción, ya que a partir de moléculas construye árboles, animales, ecosistemas enteros.
"El cambio consiste en utilizar bloques de construcción moleculares capaces de reconocerse, autoensamblarse y generar piezas complejas sin necesidad de utilizar piezas enormes que requieren gran cantidad de recursos y generan muchos residuos", explica el científico.
Los procesos de producción actuales tienen un enorme impacto en el medio ambiente y requieren mucha energía y agua. Para solucionar esto, los nanocatalizadores, procesos de autoensamblaje y biomiméticos -que imitan la naturaleza-, mejorarán significativamente la eficiencia de los procesos industriales, donde los residuos se reutilizan y no se necesita mayor consumo de energía.
"La nanotecnología nos da las herramientas", dice García, "el límite está en nuestra creatividad. El futuro de la tecnología depende en gran medida de nuestra capacidad de imaginar un mundo mejor, de crear nuevos productos y servicios y de responder las preguntas que realmente importan".
La nanotecnología permite que el medicamento se libere sólo en el lugar donde se necesita.
Fuente: Revista El Mercurio Sábado
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