Nanotecnologia: Polvo de diamante

Para conocer qué es la Nanotecnología, empecemos por aclarar el significado del prefijo "nano": este hace referencia a la milmillonésima parte de un metro. Un átomo es la quinta parte de esa medida, es decir, cinco átomos puestos en línea suman un nanometro. Bien, pues todos los materiales, dispositivos, instrumental, etc., que entren en esa escala, desde 5 a 50 ó 100 átomos es lo que se conoce con el nombre de Nanotecnología. ¿Qué es exactamente la nano tecnología y cuál su momento de nacimiento? Empezando por el final, yo me remitiría a una conferencia impartida en 1959 por uno de los grandes físicos del siglo pasado, el maravilloso teórico y divulgador Richard Feynman. Por aquél entonces, Feynman ya predijo que había un montón de espacio al fondo (el título original de la conferencia fue "There's plenty of room at the bottom") y auguraba una gran cantidad de nuevos descubrimientos si se pudiera fabricar materiales de dimensiones atómicas o moleculares. Hubo que esperar varios años para que el avance en las técnicas experimentales, culminado en los años 80 con la aparición de la Microscopía Túnel de Barrido (STM) o de Fuerza Atómica (AFM), hiciera posible primero observar los materiales a escala atómica y, después, manipular átomos individuales.. Ahora, con respecto a qué es la Nanotecnología, empecemos por aclarar el significado del prefijo "nano": este hace referencia a la milmillonésima parte de un metro. Para hacernos idea de a qué escala nos referimos, piensa que un átomo es la quinta parte de esa medida, es decir, cinco átomos puestos en línea suman un nanometro. Bien, pues todos los materiales, dispositivos, instrumental, etc., que entren en esa escala, desde 5 a 50 ó 100 átomos es lo que llamamos Nanotecnología. ¿Y algo de ese tamaño merece el "nombre" de material? ¿no es puro humo?... Sin duda, siguen siendo materiales y tienen su comportamiento específico... sólo que puede ser muy sorprendente. A esa escala las propiedades de los materiales cambian. Desde el color, que viene determinado por unas longitudes de onda demasiado grandes para estos tamaños, hasta propiedades como la conductividad, magnetismo, etc. que, a esa escala, pueden comportarse de modo muy diferente al que estamos acostumbrados a observar en el mundo macroscópico. Esto, en cierto modo, podría parecer un problema: imagina que partes de un material, con unas propiedades conocidas que, sin embargo, cambian completamente a escala nanométrica. ¡Pues es un despiste! Un material cualquiera, a escala óptica, tiene, pongamos cuatrillones de átomos que, juntos, interaccionan y dan como resultado unas determinadas cualidades del material. Cuando esa cifra la reducimos a unos pocos cientos, el salto afecta a la esencia misma del material. En definitiva, las propiedades dependen del tamaño. ¿Qué significa poder intervenir a ese tamaño, usando ese instrumental al que has hecho referencia al principio? Algo fundamental es que esta tecnología abre la posibilidad de creación de materiales a medida, a través de la manipulación de sus átomos. Y cuando digo manipulación lo digo en sentido estricto: conociendo las propiedades de los átomos, estos se pueden organizar de una determinada manera, uno a uno, como un LEGO, lo que da como resultado materiales de condiciones predeterminadas, que además no tienen por qué existir en la naturaleza. No obstante, a un nivel muy práctico, todavía, salvo excepciones, no se ha introducido la nanotecnología dentro de las fábricas, en una cadena de producción industrial, aunque, como digo, hay ya algunos resultados que sí resultan relativamente asequibles. ¿Es una tecnología muy cara? Desde el punto de vista de la investigación yo diría que no es de las más caras, ni mucho menos. En lo que respecta a la fabricación industrial, falta todavía bastante para llegar al nivel de rentabilidad, pero se apunta a una producción realmente masiva y con unos costes de producción muy bajos. Este aspecto económico es algo muy distintivo en la Nanotecnología: por la poca energía que consumen los dispositivos derivados y por la facilidad para situarlos en cualquier punto, se espera que acaben estando presentes en todos los objetos y materiales que nos rodean cotidianamente. Los análisis indican que estas tecnologías pueden llegar a revolucionar la economía, los sistemas de producción y los niveles de vida en un futuro inmediato. Un informe de la Institute of Nanotechnology (iniciativa británica parecida a la National Nanotechnology Initiative de los Estados Unidos) sobre la Nanotecnología en Europa hace un balance de aplicaciones que utilizan técnicas de la nanotecnología y que ya están disponibles para el consumo o están a punto de lanzarse al mercado. Dichas aplicaciones incluyen: * Nuevos sensores para aplicaciones en la medicina, en el control medioambiental y en la fabricación de productos químicos y farmaceuticos * Mejores técnicas fotovoltaicas para fuentes de energía renovable * Materiales más ligeros y más fuertes para la defensa, las industrias aeronaútica y automóvil y aplicaciones médicas * Envolturas "inteligentes" para el mercado de alimentos, que dan a los productos una aparencia de alimento fresco y de calidad * Tecnologías visuales que permiten pantallas mejores, más ligeras, finas y flexibles * Las llamadas técnicas de diagnóstica "Lab-on-a-chip" (literalmente "Laboratorio-en-un-micro(nano)chip" * Cremas de protección solar con nanopartículas que absorben los rayos UV (¿qué son las nanopartículas?) * Gafas y lentes con capas totalmente resistentes e imposibles de rayar * Y aparatos tan diversos y comúnes como impresoras, tocadores de CDs, airbags etc., cuya versiones más modernas contienen componentes logrados a través de la nanotecnología.   Muchos de vosotros se preguntarán cual puede ser la relación entre un diamante y la nanotecnología… el diamante, tesoro de nuestra naturaleza, nos sugiere a la vez belleza, pureza, perfección y fuerza. Pero además de haber fascinado la humanidad desde siempre, esta piedra tiene variedad de usos y ha demostrado ser de gran utilidad para muchas investigaciones. En lo que se refiere a los usos tecnológicos del diamante, la nanotecnología es uno de los más sorprendentes y prometedores. Como ya hemos comentado en este blog, la nanotecnología es uno de los campos de la ciencia que más está avanzando estos últimos años, permitiendo la fabricación de dispositivos electrónicos increíblemente pequeños. La ventaja de estar fabricados en diamante es, por un lado, su utilidad para posibles aplicaciones biomédicas del dispositivo, ya que el diamante es carbono puro, un material que no resulta tóxico ni alergénico cuando se introduce en el cuerpo de un ser vivo, a diferencia de los demás materiales empleados usualmente en Nanotecnología. Otra clara ventaja de utilizar el diamante es su resistencia superior frente al desgaste. Según un estudio recientemente realizado por la universidad de Bristol, el llamado "polvo de diamantes" ofrece la posibilidad de fabricar pantallas planas con mejor calidad de imagen, más resistentes y menos costosas para televisiones y otros dispositivos.