Diez avances que quizás podrían cambiar el mundo pronto

Una técnica para hacer transparentes los animales de laboratorio, una pantalla para dispositivos móviles que corrige los defectos visuales y un wifi cargador para eliminar cables son tres de los diez avances actuales que podrían diseñar el futuro. Estas innovaciones, seleccionadas por la revista Scientific American, tienen un gran potencial si logran salir de los laboratorios y muchas también resultarían útiles en países pobres y contribuyen a proteger el medioambiente.

Ver cómo se diseminan y multiplican los virus por el cerebro o identificar los nervios periféricos para acelerar la investigación biomédica son algunos de los usos que tiene un animal de laboratorio convertido en transparente una vez muerto. Inspirada por la conocida exposición de cuerpos humanos plastinados, la investigadora Viviana Gradinaru se planteó algo parecido con ratones muertos y consiguió hacerlos transparentes, sustituyendo los lípidos de los tejidos por sustancias químicas y sustituyendo la estructura natural por otra artificial. Los tejidos son tan transparentes que se han conseguido detectar hebras individuals de ARN, dice Gradinaru. También se han podido aislar y marcar células cancerosas de una biopsia de cáncer de piel humano. Obtener mejores mapas de las redes neuronales es otra de las aplicaciones en marcha con esta técnica.

Las gafas 'están' en la pantalla, por una combinación de elementos físicos y de programación

En el área de las aplicaciones de uso cotidiano se presenta una pantalla para dispositivos móviles de comunicación que corrige los defectos visuales del usuario, o sea, las gafas están en la pantalla, mediante una combinación de elementos físicos y programación. Se puede corregir la miopía, la hipermetropía, el astigmatismo y otros problemas de visión, introduciendo los datos del usuario, y se trabaja en un mecanismo de control en el propio teléfono que permita adaptarlo fácilmente a usuarios distintos.

Otra investigadora, Meredith Perry, confió en sus conocimientos para desarrollar una técnica que casi todos le decían que era imposible que funcionara. Es un transmisor de ultrasonidos, en fase de prototipo, que actúa como un altavoz direccional para concentrar en un punto en el espacio la energía mecánica del sonido, energía que un receptor piezoeléctrico conectado a un dispositivo electrónico convierte en electricidad. De esta forma se podrá prescindir de los múltiples cables y cargadores de los dispositivos móviles, afirma la inventora, y también reducir el peso de aviones, naves espaciales y otros vehículos que llevan aparatosos cables de potencia. Antes, se han probado técnicas similares basadas en la resonancia e inducción magnéticas, que funcionan pero tienen muy poco alcance. Los ultrasonidos, en principio, no plantean problemas de seguridad.

En este mismo campo de la energía, se plantea aprovechar la energía disipada en instalaciones industriales en forma de calor, la mayor parte a baja temperatura. Investigadores del MIT han conseguido recuperarla incluso cuando solo se alcanzan los 50 grados, aprovechando el efecto termogalvánico y la creciente eficiencia de los electrodos de las baterías. En el futuro, ven las paredes de las fábricas y las centrales eléctricas cubiertas de baterías que aprovechan el calor para producir electricidad. Mientras tanto, en Arabia Saudí, una diminuta pila de combustible bacteriana, alimentada con saliva, es la base de una interesante línea de investigación. La saliva alimenta las bacterias, que producen electrones, y la pila produce un microvatio de potencia, que es muy poco pero suficiente para alimentar diminutos chips de análisis y seguimiento de enfermedades como la diabetes. Ahora se está experimentando la integración de la célula en un riñón artificial, donde se alimentaría de los fluidos corporales del enfermo para mantener en marcha la máquina.

En biología, la técnica que más atención merece en esta selección es una herramienta para manipular el ADN en un genoma de forma muy precisa y rápida, que ya se está utilizando. Se llama Crispr y que sea tan fácil, rápida y barata está provocando preocupación en algunos sectores científicos por los riesgos que implica éticamente. Al igual que técnicas anteriores que provocaron el auge actual de la ingeniería genética, se basa en un profundo conocimiento de la biología, en este caso de los métodos de defensa de las bacterias frente a los virus. Una proteína utilizada como tijeras por una bacteria para destruir un virus atacante ha demostrado ser ideal para inutilizar genes o insertar material genético nuevo. Las aplicaciones posibles son infinitas. Un investigador ha conseguido eliminar en células humanas la infección por VIH (el virus del sida) e incluso inmunizar las células frente a futuros ataques del virus.

Ya existen 16 chips diferentes con canales por los que circulan las células

Las células también se pueden reprogramar o controlar con otros métodos, como lograr penetrar su membrana simplemente ejerciendo presión hasta que la deformación produce pequeños agujeros temporales por los que se pueden introducir proteínas, ácidos nucleicos y nanotubos de carbono. A nadie se le había ocurrido hasta hace poco, pero ya existen 16 chips diferentes con canales por los que circulan las células, canales que se estrechan hasta que la deformación permite acceder a su interior para múltiples procesos necesarios en los laboratorios.

En física, el Lego a escala atómica representa uno de los futuros grandes logros de la nanotecnología. Es consecuencia de la creación del grafeno, un material que consiste en una finísima capa de solo un átomo de carbono de espesor, obtenida a partir del grafito (el material de los lápices). Construir estructuras con bloques de grafeno y otros materiales monoatómicos, extraídos, por ejemplo, de la mica, es una tecnología que todavía está poco desarrollada porque presenta grandes dificultades. Se han conseguido ensamblar hasta cinco capas diferentes, y el conjunto resulta ser flexible y transparente. La imaginación no tiene límites respecto a las posibles aplicaciones. "El progreso humano siempre ha seguido de cerca al descubrimiento de nuevos materiales", afirma el premio Nobel André Geim, uno de los descubridores del grafeno.

La lista de avances se completa con un plástico ultrarresistente -llamado Titan- salido de los laboratorios de IBM, que además es reciclable. Es el tipo de material que se puede utilizar en aviones y automóviles y que la industria demanda de forma creciente. Y, finalmente, con una cámara de vídeo que puede detectar nanopartículas, con la misma resolución que los carísimos y complicados microscopios electrónicos. Se podría utilizar para leer mensajes de identificación codificados en todo tipo de materiales, desde un medicamento a un explosivo, por poner un solo ejemplo.