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Grandes proyectos en busca de lo diminuto

El auge de la investigación en nanotecnología augura que el 15% de los productos de consumo incorporará estos nuevos materiales a mediados de la próxima década

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La Universidad Autónoma de Madrid (UAM), el CSIC y el IMDEA Nanociencia (Instituto Madrileño de Estudios Avanzados) están investigando la aplicación de nanopartículas magnéticas en células cancerosas. Se trata de 'partículas de óxido ferroso, recubiertas para evitar su toxicidad, a las que se aplica un campo magnético alterno que las calienta y eleva la temperatura de la células a unos 45ºC, lo que provoca su suicidio', explica Ángeles Villanueva, investigadora del Departamento de Biología de la UAM.

En una línea parecida, investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) desvelaron recientemente una técnica basada en nanopartículas de oro capaces de detectar tumores, alojarse en ellos y destruirlos valiéndose del calor que generan procedente de la luz infrarroja que absorben de tejidos colindantes.

Villanueva deja entrever que el avance en sólo dos años será espectacular y que en un lustro el uso de la quimioterapia podría reducirse de manera drástica. 'Esta técnica podría llegar a sustituir a la quimioterapia, en la que el 99% de los medicamentos que se administran son incapaces de llegar al tumor', revela Geoffrey von Maltzahn, uno de los científicos que investiga esta técnica, la más eficiente para depositar energía curativa en forma de calor en los tumores. De hecho, las pruebas realizadas en ratones demostraron que los tumores desaparecían en apenas 15 días.

Los anteriores son brillantes ejemplos del auge de la nanociencia y la nanotecnología, disciplinas que estudian estructuras diminutas la unidad de medida es el nanómetro, la millonésima parte de un milímetro para diseñar y fabricar materiales en este rango de escala. Por sus numerosas aplicaciones, es un campo en pleno desarrollo en todo el mundo. También en España, como lo demuestra la inauguración, el pasado viernes, del Laboratorio Ibérico Internacional de Nanotecnología (INL), un centro conjunto hispano-portugués que responde a un compromiso de ambos gobiernos con esta ciencia prometedora y que aspira a convertirse en un instituto de referencia mundial. Europa aún debe, en este campo, aumentar sus esfuerzos, según Villanueva: 'No estamos tan mal a nivel europeo, aunque los americanos corren más', dice la investigadora.

Esta disciplina está revolucionando el mundo científico y la vida diaria. De hecho, ya se pueden adquirir productos nano como componentes electrónicos, pinturas, telas o lociones solares. El volumen de productos nanotecnológicos va en aumento y se estima que sus ventas pasarán del 0,1% del total de los productos manufacturados al 15% para mediados de la próxima década.

Científicos del MIT han empezado a investigar el empleo de hilos de nanotubos de carbono para ensamblar piezas de aviones y hacerlas más resistentes. Además, los materiales composites reforzados con nanotubos tienen un millón de veces más capacidad para conducir electricidad que los mismos materiales sin ellos, lo que significa que los aviones tendrían, por ejemplo, una mayor capacidad para disipar la electricidad en caso de impacto de un rayo, lo que puede contribuir a una mayor seguridad en el transporte aéreo.

Pero, sin duda, la medicina es una de las disciplinas que más está aprovechando la nanotecnología. Ya se han creado músculos artificiales basados en nanotubos de carbono que 'son 30 veces más resistentes que los músculos humanos, más flexibles que la goma, ligeros como el aire y resistentes como el acero', dice Ray Baughman, investigador del Instituto de Nanotecnología de la Universidad de Texas (EEUU).

Lo mejor es que pueden utilizarse para crear miembros artificiales, pieles inteligentes, estructuras con formas cambiantes, robots extremadamente fuertes y, en un futuro más inmediato, placas solares más eficientes.

La tecnología informática también empiezan a apoyarse en el desarrollo sorprendente de esta área. Se han creado los primeros prototipos de chips flexibles e incluso se han dado los primeros pasos para fabricar prendas que generan su propia energía para cargar cualquier tipo de dispositivo móvil. Zhong Lin Wang, director del Centro de Nanoestructuras del GeorgiaTech (EEUU), ha creado cables nanométricos de óxido de zinc, del tamaño de una bacteria, que reciben electricidad desde un minúsculo generador. El objetivo es hacer telas de estos materiales que puedan mantener con carga un iPod o cualquier otro elemento portátil. Wang afirma que los hilos son flexibles, lo que facilitaría su colocación en la ropa.

Además del rendimiento de los dispositivos, mejorará el almacenamiento de datos. Un equipo de la Universidad de Houston (EEUU) trabaja en un sistema que permitirá, gracias a los nanotubos de carbono, aumentar las capacidades del plástico con el que se fabrican los discos compactos.

Las aplicaciones de estos nuevos materiales no se limitan a los campos más punteros en tecnología. Sectores más tradicionales, como el de la moda, tampoco se quedan atrás. Investigadores de los laboratorios Sandia (EEUU) han dado a conocer una nueva técnica que permite fabricar ropa que cambia de color utilizando nanoproteínas. 'El objetivo final es conseguir que este tipo de vestimentas cambien dé color según el ambiente y sin necesidad de ninguna fuente de energía exterior', dice George Bachand, uno de los responsables de este logro, aunque admite que hasta dentro de diez años no se verán resultados.

La nanotecnología también puede ser un nuevo frente de la ayuda al desarrollo, ya que algunos de sus productos pueden salvar vidas en los países con menos recursos. Un ejemplo es una materia tan sensible como el agua. Ya existen en el mercado algunos productos que se valen de la nanotecnología, como membranas nanofiltradoras utilizadas para eliminar sales disueltas, actuando como barreras físicas que capturan partículas mayores que sus poros.

Se han llevado a cabo algunos estudios en los que se demuestra que estas membranas convierten en potable el agua salada y los expertos creen que en un futuro podría ser la solución para reducir los costes de la desalinización. En un terreno similar, se está avanzando en técnicas como los nanocatalizadores y las nanopartículas magnéticas, que permitirían que las aguas contaminadas puedan ser aptas para el riego y el consumo humano.

A medida que los materiales ‘nano’ cobran mayor protagonismo tanto en investigación como en productos comerciales, también son más las voces que alertan de sus posibles efectos nocivos para la salud y el medio ambiente. Por su reducido tamaño, algunas nanopartículas son capaces de atravesar las membranas celulares, lo que se aprovecha como una propiedad terapéutica, pero también puede ser un riesgo para la salud. Estas partículas también podrían tener efectos nocivos para el medio ambiente debido a su alta reactividad. Pero los estudios sobre el efecto de estos materiales en la salud y el medio ambiente brillan por su ausencia. La situación ha llamado la atención de la Organización Mundial de la Salud, la Comisión Europea (CE) y la Royal Society británica, que han alertado sobre la falta de estudios. La CE ha redactado un código de conducta para la investigación en este campo y ha invertido desde 2007 unos 25 millones de euros en investigar los posibles riesgos.