Evolución nanotecnológica

Colegio San Juan de Las condes
Historia Universal
Evolución Nanotecnológica; La Revolución Humana
Los principios de la Física, como yo lo veo, no hablan de la posibilidad de manobriar cosas átomo por
átomo. Esto no es un intento de violar alguna ley; es algo que en principio se puede hacer; pero en la
práctica no se ha hecho porque somos demasiado grandes.
Richard Feynman (1959)
45 AÑOS DESPUES
Piense en la cabeza de un alfiler. Intente imaginar "algo" un millón de veces más pequeño y que además sea
un robot. A esa escala se maneja la nanociencia o nanotecnología, que permite llegar a lugares donde nunca
antes el ser humano ha llegado.
La forma en que este trabajo sea tomado, se verá marcada por una gran pero muy simple situación. Debemos
tener claro que la nanotecnología no es ciencia ficción. La información que tiene en sus manos no fue sacada
de ningún libro de Julio Verne, esto ya es realidad en nuestros tiempos, y su avance y desarrollo están tan
presentes como cualquier otra tecnología. De hecho, la tenemos tan cerca, que la mayoría de la población no
se da cuenta. Ni si quiera sospecha.
Esta ciencia significa una verdadera revolución en la vida del ser humano. Nada volverá a ser igual. En
nuestro afán de ser perfectos, el hombre se acerca cada vez más a su objetivo y como una gran bola de nieve,
esto parece no tener vuelta atrás.
Científicos de todo el mundo están trabajando −desde hace muchos años− para seguir desarrollando esta
tecnología, y sus frutos ya están entre nosotros.
Repasaremos algunos de los avances que esta ciencia nos está brindando, veremos lo que se pronostica para el
futuro, sus distintas ramas, e intentaremos analizar desde el punto de vista social, la repentina llegada de la
nanotecnología a nuestras vidas.
Nanotecnología; La ciencia y la técnica de lo muy pequeño.
Etimología:
El término nano viene del latín nanus, que significa enano. Científicamente, es una unidad de medida y
equivale a una milmillonésima (10−9) parte. Un nanometro es igual a 1/1000 micras.
La Técnica:
Construir cosas átomo por átomo. Crear máquinas del tamaño de una molécula de carbón −o más pequeñas−
capaces de construir, átomo a átomo, todo lo que hoy nos rodea, o lo que deseemos tener en el futuro.
Explicaré esto, poniendo como ejemplo el controversial tema de la manipulación genética o biotecnología.
Ordenando los cromosomas de la cadena de ADN se pueden obtener individuos con ciertas características e
incluso crear nuevas cualidades para el ser humano.
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En la naturaleza, puestos en orden de una manera, los átomos componen aire, tierra, agua, etc. Con otro
diseño, los mismos átomos formarían unas fabulosas frutillas frescas.
Para llegar ahí, hay que crear maquinas de ensamblaje molecular, que a su vez crearan otras mayores. Este
proceso sigue hasta que las maquinas de ensamblaje puedan configurar el producto final, utilizando como
única materia prima cantidades amorfas de los átomos necesarios.
Nanomedicina:
Es una de las principales aplicaciones de la nanociencia. Crear pequeños robots, que viajaran por nuestro
torrente sanguíneo. Ellos reemplazarán a los glóbulos blancos, enzimas y otros organismos que nos protegen.
Atacarán directa y exclusivamente a las bacterias, y curarán nuestras enfermedades.
El cuerpo humano está formado por tejidos, los tejidos por células, las células por moléculas, mayores o
menores, y éstas, por átomos... Cuando llegamos al átomo es cuando podemos empezar a hablar de
nanoescala.
Son las moléculas las que trabajan en las células, y sabido es en medicina, que los cambios moleculares en las
células originan muchas enfermedades. Por eso tenemos que utilizar moléculas concretas para luchar contra
dichas enfermedades.
A esas moléculas las conocemos como medicamentos. Pero aunque las moléculas se miden a escala
nanométrica, son grandes zonas del cuerpo las que tenemos que poner bajo su influencia, ya que no podemos
trabajar de forma más localizada. Es decir, hoy en día, se aplican "macrosoluciones" generalizadas a los
"nanoproblemas" localizados.
Con las infecciones ocurre algo parecido, pero no es tan evidente. Cuando tenemos una infección, tomamos
por ejemplo, penicilina; de esta forma, acabamos con las bacterias que nos han producido la infección, pero
además, eliminamos otras bacterias "buenas" del organismo (la flora intestinal por ejemplo). Así que, aunque
utilizamos medicamentos de nivel molecular, lo hacemos de forma macroscópica.
En medicina, hay una tendencia a utilizar instrumentos más pequeños y técnicas más localizadas. La
aportación de la nanotecnología vendrá en esta línea; crear nanorobots que trabajen de modo localizado, por
ejemplo.
El ejemplo del cáncer es muy significativo. La enfermedad es fruto de un crecimiento anormal de los tejidos,
y, aunque el problema se puede entender a escala nanométrica, las medidas que se toman son macroscópicas;
se extirpan los tejidos dañados, o se aplica quimioterapia y radioterapia. Estas dos últimas técnicas, sin
embargo, afectan a todo el organismo.
Sin embargo, ya existen avances en nanomedicina; la cámara endoscópica es un ejemplo. ¿Ha visto la película
de Richard Fleischer; Viaje Alucinante? Se trata de una película de ciencia ficción. Un submarino, con un
grupo de investigadores en su interior, es reducido hasta tener el tamaño suficiente para poder ser inyectado en
un cuerpo humano. El objetivo es luchar contra una enfermedad que tiene ese cuerpo.
No se puede pensar, de ninguna forma, que eso pueda llegar a ocurrir. Esa "reducción" es imposible desde el
punto de vista de la ciencia. Sin embargo, ¿Es posible pensar que se podría inventar algo semejante para
rastrear y arreglar nuestro cuerpo?
En el año 2000 se difundió entre los medios de comunicación el descubrimiento de la cámara endoscópica. La
cámara grabadora, del tamaño de una aspirina, fue probada en 10 pacientes. Debía ser tragada por el paciente
y, después de recorrer todo el cuerpo y tomar imágenes de los intestinos, era expulsada con las heces. En el
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caso de esos 10 pacientes funcionó muy bien y se consiguieron imágenes de gran resolución. La investigación
fue fruto del trabajo conjunto de un grupo de investigadores de Gran Bretaña e Israel. Parece que es un
invento que puede llevarse a la práctica.
Por otra parte, en agosto de 2004 se ha publicado que biofísicos del Reino Unido han desarrollado un aparato
de ultrasonidos de 1 milímetro de diámetro, que sirve para ver si las arterias están obstruidas.
El Instituto Nacional de Cáncer de los Estados Unidos pretende utilizar la nanotecnología para eliminar antes
de 2015 las muertes y el sufrimiento causados por el cáncer. En este sentido las investigaciones actuales se
centran en como utilizar la nanotecnología para cambiar de forma radical la capacidad de la medicina para
diagnosticar, comprender y tratar el cáncer.
Investigaciones ya realizadas han logrado desarrollar nanoaparatos capaces de detectar un cáncer en la fase
muy preliminar, localizarlo con extrema precisión, proporcionar tratamientos específicamente dirigidos a las
células malignas y medir la eficacia de dichos tratamientos en la eliminación de las células malignas. Pero las
investigaciones continúan, y tal es el alcance de los últimos avances tecnológicos en este campo, que expertos
creen que la nanotecnología transformara las propias bases del diagnostico, tratamiento y prevención de esta
enfermedad mortal.
La Fuente de la Eterna Juventud:
Según se predice, podríamos darle un giro inverso al proceso de envejecer colocando los átomos de forma
inversa, simplemente. Volver a la juventud o dejar de envejecer solamente cambiando el diseño de nuestras
moléculas.
Algunos expertos han señalado que nuevos desarrollos en la Nanotecnología podrían incluso llevar a la
inmortalidad, en el momento en que se descubran nanodispositivos capacitados para modificar la estructura
genética y celular del ser humano.
Las aplicaciones de la Nanotecnología cambiarán la medicina, las intervenciones quirúrgicas y los sistemas de
prevención de las enfermedades. En la actualidad, se está experimentando con el biochip DNA, que
transformará los métodos de análisis sanguíneos, puesto que permitirá obtener los resultados de las pruebas de
SIDA, tuberculosis y otras enfermedades en tan sólo unos segundos.
Otro estudio se dirige al diseño de detectores biomoleculares o biosensores para la detección personalizada de
ADN o la fabricación de fármacos. Otra de las posibilidades que está abriendo la Nanotecnología es la
implantación en un corazón infartado, mediante micromáquinas (angiochips), así también como nuevos vasos
sanguíneos para reemplazar a los destruidos.
En un futuro, sería posible el desarrollo de diversas nanomáquinas que recorrerán nuestro cuerpo limpiando
las arterias, corrigiendo los niveles de azúcar, colesterol u hormonas o apoyando al sistema inmune en su
lucha contra las enfermedades. De esta forma, la muerte se ve cada vez más lejana.
La Sociedad:
¿La gente sabe de todo esto? ¿Cuánta información disponible hay al respecto? ¿Qué empresas están
involucradas? ¿Qué tan cercano está el futuro de la nanotecnología?
A pesar de lo poco que se sabe al respecto, son varios países y muchas firmas comerciales las que han
comenzado a invertir fuertes sumas de dinero en investigación. Por un lado Estados Unidos, Japón, Canadá y
la Unión Europea han destinado en los últimos 4 años más de 8.200 millones de euros.
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Sólo en el año 2003 Japón y Estados Unidos destinaron 2.000 y 1.200 millones de dólares respectivamente,
para fomentar la investigación y su implantación en los procesos industriales.
China también se ha incorporado recientemente a esta carrera con un gran vigor, tras haber formado a miles
de científicos fuera de sus fronteras en materias relacionadas con la nanotecnología.
Y grandes compañías como IBM, Motorola, HP, Lucent, Hitachi, Mitsubishi, Philips, Pfizer, NEC, Corning,
Dow Chemical o 3M, han lanzado ya iniciativas significativas en el terreno de la nanociencia.
Samsung, por ejemplo, dedica más de 500 personas a desarrollos basados en Nanotecnología en un centro de
investigación creado especialmente para ello.
El motivo de tanto interés no es extraño. La nanotecnología tiene potencial para cambiarlo todo: las medicinas
y la cirugía, la potencia de la informática, los suministros de energía, los alimentos, los vehículos, las técnicas
de construcción de edificios y la manufactura de tejidos, entre otros casos.
Mientras unos lanzan a los cuatro vientos sus expectativas sobre la ciencia de lo pequeño, otros prefieren
mantener en secreto sus propios avances. General Motors, fabricante de automóviles, es un ejemplo de ello.
Es la empresa de nanotecnología más grande del mundo, pero no van contándolo por ahí.
El gigante del motor vende toneladas de un material llamado nanocomposit, una combinación de partículas de
arcilla con plástico, que da lugar a un material tan resistente como el metal, pero mucho más ligero. Esta
aleación es, al parecer, muy fácil de fabricar, por lo que GM no va por ahí alardeando de su nanotecnología,
sino que se limita a decir que tiene autos mejor preparados.
El tema, es que la nanotecnología ya forma parte de nuestras vidas y tiene la capacidad de cambiar y mejorar
prácticamente cualquier producto ya hecho por humanos. Por ejemplo, en Chile, Daewoo Electronics ya lanzó
al mercado, refrigeradores y lavadoras que incorporan la tecnología nanosylver; lo que no es más que unas
pocas partículas de plata, que no permiten la aparición de hongos en la ropa ni en los alimentos.
Desde una pintura de muros que alerta cuando hay una fuga de gas o cambia de color cuando uno desea
modificar la decoración, pasando por materiales que generan electricidad durante el día para utilizarla al
anochecer, naves espaciales extremadamente livianas pero resistentes, computadores más pequeños y
poderosos, hornos que permitan transformar unas pocas células de vaca en un bistec, hasta nanomáquinas que
sean capaces de crear nanoproductos, son solo algunos de los proyectos que están en desarrollo. En Japón ya
está a la venta, una tela especial que no permite que un cuchillo la corte. No se trata solo una tela resistente,
sino que se trata de pequeñas moléculas inteligentes, que saben cuando se trata de una punta de un cuchillo y
no permiten que corte la tela. Los bomberos de Alemania ya cuentan con trajes especiales que cambian de
color cuando hay gases peligrosos en el ambiente. Todo gracias a la nanotecnología.
La reducción de los componentes electrónicos revolucionará de gran manera la relación tamaño/rendimiento
en los computadores. Estos serán de tamaños microscópicos y almacenaran y procesarán datos cientos de
miles de veces más, que los de hoy en día.
La humanidad puede encontrarse ante dilemas sumamente complicados. Avances tecnológicos importantes
que pueden tropezar con impactos medioambientales o alteraciones del poder político y militar. Algunos
expertos han querido ver en la nanociencia una nueva era para la humanidad que llevará consigo alteraciones
sociales, políticas, económicas y empresariales. Algunos avances nanotecnológicos pueden ser de tal
magnitud que las empresas y los gobiernos que tengan su control pueden acaparar unas cuotas de poder hasta
ahora desconocidas. Los avances de cotizaciones en bolsa de algunas de estas empresas pueden "palidecer"
los resultados que hace escasos años lograron las punto.com en el Nasdaq y los mercados financieros.
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¿Cómo digerirá la sociedad estos avances? ¿Están los estratos preparados? ¿Hay conciencia política sobre la
relevancia del tema? ¿Hay divulgación de estos temas entre los ciudadanos? ¿La TV y la prensa introducen
estos debates y su divulgación en las masas? ¿Será que prefieren mantener todo esto en silencio, con un perfil
muy bajo, para que la humanidad no se de cuenta de estos avances, y así les llegue todo de golpe? ¿Querrán
que nos encontremos con la perfección de un día para otro sin tomar conciencia de qué significa y cómo se
llegó a ello?
El poder llegar a conocer, manipular y controlar la materia a escala nanométrica va a tener innumerables
repercusiones en la mayoría de las áreas científicas, económicas y sociales, de forma que va a originar un
verdadero impacto de escala en el devenir de la sociedad y del propio ser humano.
Las visiones pueden ser perturbadoras. Primero una apocalíptica, sensación que ronda en forma permanente a
los nuevos avances: armas letales, como microscópicos robots construidos por nanoensambladores, que
recorren las ciudades arrasando con sus habitantes mientras se duplican a sí mismos. ()
En segundo término existe otra visión más edificante (literalmente): edificios que se erigen solos, como por
arte de magia, bajo las órdenes de nanorobots equipados con nanocomputadoras que aparte de duplicarse
inducen la creación y ensamblaje de estructuras a nivel molecular. Ciudades enteras podrían crearse, o
recrearse.
Podrían fabricarse así autopistas o televisores. También sería posible eliminar la contaminación ambiental con
nanomáquinas diseñadas para "comérsela", y crear alimentos o automóviles que pueden cambiar de forma,
muebles, procesos automáticos de limpieza corporal, drogas artificiales, libros... los nanorobots podrían
reparar tuberías y, por supuesto, como lo vimos anteriormente, generar una nueva frontera de aplicaciones
médicas, incluyendo la regeneración de tejidos.
La nanociencia se ha puesto a la par de la tecnología más avanzada. Sin embargo, la mayoría de la tecnología
tiene su base en la naturaleza. Al fin y al cabo, ¿No somos los seres vivos máquinas casi perfectas? Fijémonos
en un ojo. Es una máquina casi perfecta diseñada para ver. No por la forma que tiene, sino porque las
proteínas que se encuentran en su interior son nanomáquinas de gran precisión. Millones de años de evolución
han propiciado que cada proteína esté especializada en una tarea. Para percibir cada color −es decir, para
detectar la longitud de una onda determinada− existe una proteína específica en el ojo; no sirve cualquiera.
Necesita unos átomos determinados, y, además, organizados de una forma determinada.
Fijémonos ahora en un Alerce. Tiene un tronco muy robusto; y, a medida que va creciendo es cada vez más
robusto. El secreto tiene su origen en los tejidos internos del tronco, en las pequeñas moléculas que se
encuentran dentro: la celulosa. Sólo se consigue una celulosa tan resistente organizando las moléculas de una
determinada manera. Organizando los átomos de otra forma la celulosa no sería más resistente que cualquier
otra molécula. Precisamente ahí se encuentra el secreto de la nanotecnología: veamos cómo se organizan los
átomos en la naturaleza y organicémoslos a nuestro gusto. De forma que puedan hacer el proceso que
queramos, para que conseguir las nanomáquinas más perfectas que podamos imaginar.
Suena fantástico. Si aprendemos a diseñar la distribución atómica como lo hace la naturaleza podemos
establecer un inesperado e inimaginado control sobre la materia que nos rodea. O sobre nuestros propios
cuerpos.
El camino hacia la perfección se ve cada vez más claro. El ser humano se acerca más y más a su objetivo
final. Ha trabajado mucho para lograrlo, y no dejará que nadie lo detenga. Si los ojos para ver la perfección
humana, están puestos en el futuro, déjeme decirle una sola cosa:
El futuro, ya está aquí. Ya hay mucha gente trabajando, mientras usted lee esto, para que todo lo que aquí
mencioné se haga realidad, en unos 15 o 20 años más.
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Debemos, de alguna forma, lograr que la población mundial −o nacional, como usted prefiera− sepa todo esto.
Ellos deben estar informados. Preparados. Sino, todos estos avances les llegarán de la noche a la mañana y
será muy peligroso. Especialmente por la manipulación de masas que ciertas empresas podrían llevar a cabo.
La sociedad debe estar consciente de lo que se viene. La única manera de que la gente pueda asimilar todo
esto, es informándoles. Y ese fue el único objetivo de este humilde trabajo.
Por favor ponga atención de ahora en adelante, a los nuevos productos que saldrán al mercado. Ya usted sabe
entonces a lo que se refieren con el término nano.
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