El diseño de materiales, máquinas y sistemas diminutos ya está impulsando numerosos campos del conocimiento
Lunes 22 de agosto de 2011 Guillermo Cárdenas Guzmán | El Universalguicardenas@hotmail.com
A bordo del submarino Proteus, un equipo médico-militar se dispone a viajar a través del torrente sanguíneo del científico Jan Benes —quien permanece en estado de coma tras sufrir un atentado mortal— para destruir un coágulo alojado en su cerebro.
El submarino y sus tripulantes necesitan reducir su tamaño al de una célula para desplazarse por las arterias del sabio agonizante, depositario de un gran secreto. ¿Demasiado futurista? ¿Más ficción que ciencia? Tal vez esto encierre el clásico filme Viaje fantástico, estelarizado en 1966 por Stephen Boyd y Rachel Welch.
Es imposible miniaturizar seres humanos sin afectar las propiedades de sus cuerpos. En cambio, el diseño y manipulación de robots, dispositivos, estructuras y sistemas a escalas microscópicas, al nivel molecular e incluso atómico, poco a poco deja de ser ficción gracias al desarrollo de las nanociencias y sus aplicaciones.
“Algunas nanoestructuras podrían ser hasta un millón de veces más resistentes que el diamante, pero huecas y con el mismo peso que el aire. Esto sin duda es una revolución, tan importante como la introducción de la piedra o los metales”, dice Víctor Manuel Castaño, del Centro de Física Avanzada y Tecnología Aplicada de la UNAM.
Propiedades inusuales
¿Qué tiene de peculiar el estudio, obtención y manipulación de materiales o dispositivos microscópicos, medidos en escalas de 1 a 100 nanómetros (millonésimas de milímetro) y que ha generado gran polémica?
A este nivel los materiales experimentan un gran aumento en su área superficial en comparación con su volumen (como si estuvieran “plegados”), por lo cual adquieren propiedades físicas y químicas inusuales, que jamás podrían verse en el mundo “macro”. Por ejemplo, la transmisión de energía no se da continuamente, sino a través de “paquetes”.
Gracias a estas características se prevé construir microchips realmente “micro” (del tamaño de un grano de arena), nuevas clases de resistores capaces de almacenar datos (memoria), láseres más potentes o cables conductores de electricidad de 10 nanómetros de ancho y 50 veces más largos, capaces de autoensamblarse como el ADN en las células .
Esto reducirá los costos de numerosos componentes electrónicos y aumentará miles de veces la velocidad de procesamiento y capacidad de almacenamiento de las computadoras. Los nanotecnólogos buscan también construir pequeñas máquinas “híbridas” con proteínas, bacterias, virus o ADN integrados para funciones específicas.
En el laboratorio ya se han obtenido nanocristales, nanotubos de carbono y algunos nanocables semiconductores, entre otros materiales. Para ello se usan instrumentos como emisores ópticos, que concentran luz. Ahora los científicos pretenden dar el siguiente paso: encontrar la arquitectura adecuada para que dichas estructuras puedan producirse a nivel masivo y a bajo costo.
Nueva era
El campo de la medicina también se beneficiará ampliamente con el ensamblaje de minúsculas cápsulas o nanorrobots que, como en Viaje fantástico, se internen en el sistema circulatorio humano para detectar enfermedades, reparar glóbulos rojos dañados, destruir virus o células enfermas o administrar fármacos a las dosis exactas requeridas.
Por lo pronto ya hay al menos varias líneas de estudio en tal dirección no sólo en los grandes laboratorios del mundo, sino también en México, donde Tessy López Goerne desarrolla la nanomedicina catalítica en el Instituto Nacional de Neurología. Ella ha empleado nanocápsulas de óxidos de silicio o titanio para tratar cánceres cerebrales.
En lugar de aplicar quimioterapia (que no es selectiva y destruye por igual células malignas y sanas) o administrar medicamentos por vía oral (sólo el 5% llega hasta el cerebro, debido a la barrera hematoencefálica) la científica y sus colegas han empleado esas nanocápsulas como vehículos de la sustancia anticancerosa.
Los resultados (inhibición de tumores cancerosos hasta más de 90%) han sido alentadores en perros y ratas de laboratorio y ahora los investigadores tratarán de experimentar con seres humanos. Más adelante buscarán terapias con esta base para combatir otros trastornos neurológicos como Parkinson o Alzheimer.
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