A lo largo de la historia, han existido grandes filósofos que dedicaron su vida a cuestionarse sobre el origen y la composición de todo lo que nos rodea. Entre ellos encontramos a Demócrito, un importante filósofo griego (400 a.C), quien fuera el primero en postular que los elementos que forman la materia a nuestro alrededor no eran: viento, tierra, fuego y agua. Él expresó: “Creo que las cosas grandes pueden subdividirse infinitamente hasta alcanzar un tamaño límite”. A ese límite le nombró átomo que significa indivisible, bloque fundamental hoy en día de nuestro entendimiento y estructura de la materia. Ya durante el Siglo XX la teoría atómica, nacida de las ideas expresadas originalmente por Demócrito, se consolidó. En el año de 1959 otro importante filósofo, en este caso un físico norteamericano de nombre Richard Feynman, comenzó a preguntarse: "¿Qué pasaría si lográramos arreglar los átomos uno por uno en la forma que nosotros deseáramos?" Fue entonces que, por primera vez, se sembró la idea de la nanotecnología, abriendo una puerta a un futuro insospechado. Por esta razón Richard Feynman ha sido llamado “el nanopionero”. Quién posteriormente (1965) obtuvo el premio Nobel en Física (1965), por sus trabajos en electrodinámica cuántica.

El hombre, desde los primeros tiempos, ha fabricado variados objetos, utensilios y herramientas manipulando la materia a nivel macroscópico (es decir, a escalas gigantescas comparadas con la de los átomos). De esta forma ha resuelto sus necesidades fundamentales. Esta ideología ha significado invertir mucha energía, generar muchos residuos y también contaminación. Ahora el hombre, con nuevas tecnologías, pretende manipular a la materia a su nivel más elemental, partiendo de los propios átomos, moléculas, y pequeñas agrupaciones de los mismos. Así nace la “filosofía de la nanotecnología”, que consiste en el manejo directo de las pequeñas entidades ya mencionadas para su uso en diversas y revolucionarias aplicaciones, entre las que destacan: la construcción de dispositivos micro y nanominiaturizados (incluyendo máquinas, sensores y computadoras), la generación de nuevos materiales y medicamentos, el aumento en la eficiencia de diferentes procesos (en algunos de los cuales interviene la generación de energía), la eliminación y control de residuos, etc. Esa filosofía Feynman, la cual para países en desarrollo parece estar al alcance y a la vez lejana, se ha ido asimilando y fomentando de tal forma que hoy en día la practican miles de investigadores alrededor del mundo.

Para darnos una idea de las dimensiones de la nanotecnología, consideremos que el milímetro es la milésima parte del metro y la millonésima parte del kilómetro, pues bien la micra es la milésima parte del milímetro, justamente los materiales micrométricos son la base de la tecnología actual. Sin embargo, el nanómetro (abreviado como nm) es la milésima parte de la micra, así, se constituye como la ¡millonésima parte del milímetro! La escala que se encuentra entre 1 y 100 nm es llamada “nanométrica”, también se le conoce como “nanoescala” y se refiere al tamaño de los materiales que componen la nanotecnología, la cual, como ya mencionamos, es mil veces más pequeña que la tecnología micrométrica actual. Es evidente que estas dimensiones son difíciles de imaginar y muy difíciles de manipular, sin embargo, los países desarrollados destinan muchos recursos a la investigación en este campo por sus potenciales aplicaciones.

Hoy logramos constatar que la evolución de la nanoelectrónica estimuló naturalmente el desarrollo de la nanotecnología. En los modernos dispositivos electrónicos, la capacidad de almacenamiento ha aumentado al disminuir el tamaño del dispositivo. Por ejemplo, las computadoras cada vez son más pequeñas y más funcionales y su capacidad de almacenamiento y procesamiento de datos es cada día mayor. Por lo tanto, una fuerza impulsora para la nanorevolución, ha sido, sin duda, aumentar cada vez más el nivel de integración de los circuitos y, así, la reducción en el tamaño de los elementos activos.

Por otra parte, el campo de la llamada nanomedicina es muy prometedor, ya que se perfila hacia el desarrollo de nuevas estrategias para combatir virus y bacterias, entrega de fármacos a blancos seleccionados dentro del cuerpo humano, mejorar la eficiencia en fármacos ya existentes, localizar y eliminar tumores cancerosos, e incluso construir nanorobots (computadoras robot) programados con información específica para el combate o la recolección (para su estudio) de virus, bacterias o células dañadas, incluyendo la reparación o modificación de estas últimas. Al parecer, todo gira en torno a la idea tan simple de ingerir una pastilla para el diagnóstico y otra, simplemente, para suministrar el remedio de una enfermedad, a través de la nanotecnología. De desarrollarse esta posibilidad, sería admirable.

En otras áreas se prevé la construcción de nanorobots ensambladores o autoensambladores para la construcción de diferentes dispositivos, en donde billones de nanomáquinas realizarían la síntesis de grandes moléculas. En este sentido, ha sido presentado el primer nanovehículo construido con ingeniería molecular.

El trabajo de la nanotecnología también implica el uso eficiente de la energía, la intervención en ciertos procesos que ocurren en las plantas con beneficios para la agricultura, el control del medio ambiente, la remediación del agua y sitios contaminados, etc. Sin embargo, debido a la alta reactividad química de los nanomateriales, el empleo comercial de los nanoproductos siempre estará bajo cuestionamiento moral y ético de parte de los fabricantes. En caso de una distribución exitosa en el mercado (en la actualidad más de mil productos utilizan nanotecnología), el consumidor, en general, se encontrará cada vez más expuesto a millones de nanocomponentes que integran el producto. Por otro lado, la nanotecnología enfocada a la milicia conlleva al uso irracional y al control de las grandes potencias sobre los países subdesarrollados.

Es importante mencionar que en esta nueva rama de la ciencia las diferentes disciplinas se encuentran íntimamente relacionadas; la química, física, matemáticas y la biología. Todas ellas se reúnen de manera natural haciendo de la nanotecnología un campo necesariamente multidisciplinario, por ejemplo, aplicadas al caso de los organismos vivos, para entender los procesos más fundamentales que ocurren dentro ellos, así como las funciones y aplicaciones de los mismos, conocimiento que puede ser empleado en la nanotecnología para imitar el comportamiento de los procesos biológicos referidos e intervenir en ellos y, con este fin, sustituir, generar y fabricar materiales, componentes, computadoras y nanorobots.

Para manipular y explorar este nuevo mundo, existen varias herramientas fundamentales. Éstas son importantes para la investigación y manipulación de los llamados nanomateriales que son indispensables para el desarrollo de la nanotecnología. En este sentido los microscopios electrónicos, los microscopios de efecto túnel y de fuerza atómica son las herramientas más importantes al alcance para el estudio específico y directo de las entidades que componen este nuevo mundo a explorar, ya que alcanzan resoluciones del tamaño de las distancias entre átomos. Cabe mencionar que los descubridores de estos instrumentos maravillosos han sido reconocidos con el premio Nobel. Es importante recalcar que el desarrollo de esta tecnología ha sido paralelo al desarrollo de los nuevos materiales a nivel nanométrico (en otras palabras, los nanomateriales).

En retrospectiva este avance tecnológico es la consecuencia de la curiosidad y razonamiento del hombre moderno, quien en sus inicios comenzara por construir sus herramientas manipulando objetos grandes y que ahora, dando un salto natural, pretende crearlas partiendo desde el fondo mismo de la materia tal y como lo expresara Feynman. Paradójicamente, el desarrollo y la implementación de la "nanotecnología" requieren de un “macrocambio” en la manera de hacer ciencia, vivir y ver la vida.

Dr. Gerardo Antonio Rosas Trejo, Instituto de Investigaciones Metalúrgicas, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.