Viaje al filo de lo inasible
Los materiales extremos han llevado la nanotecnología a nuestra vida cotidiana. Un encuentro en la Fundación Ramón Areces ha tocado la última frontera de lo ínfimo
21 enero, 2021 09:16Placas solares enrollables e imprimibles y tejidos inteligentes que rozan el tamaño de una célula humana. Estos son solo dos ejemplos de lo que puede llegar a hacer la nanotecnología en un mundo en el que empiezan a imponerse materiales extremos como el nitruro de galio, el grafeno o el disulfuro de molibdeno. Puede que alguno de ellos no sea muy conocido pero si añadimos que se utilizan para las bombillas led capaces de controlar grandes cantidades de corriente, que su estructura posee funciones electrónicas extraordinarias, que pueden reforzar el fuselaje de los aviones, que incluso podrían tejer jerséis inteligentes, que permitirán a las naves espaciales soportar enormes temperaturas, que darán mayor seguridad a la conducción autónoma o que son vitales para fabricar las ya cotidianas mascarillas puede que empecemos a “sintonizar” con sus complicados apellidos.
Ningún campo es ajeno a la nanotecnología. Una nueva generación de medicinas transformará a corto plazo la salud y habrá un antes y un después en la captación de energía solar gracias a células eléctricas más eficientes y económicas que se desplegarán sobre el tejado y las paredes de la vivienda con la flexibilidad de un rollo de papel. Esta disciplina, este fascinante universo de lo infinitamente pequeño, está asaltando nuestra vida cotidiana por su versatilidad, su rendimiento y su eficacia.
“Por fin somos libres y estamos obligados a cambiar el paradigma de la electrónica”. Tomás Palacios
En definitiva, una herramienta cargada de futuro que está permitiendo ya dar a la humanidad grandes pasos en su desarrollo gracias a equipos de investigación como los que integra el Instituto Tecnológico de Massachusetts, el prestigioso MIT, tres de cuyos científicos han participado en el cuarto simposio anual de la Fundación Ramón Areces para exponer y debatir sobre los últimos avances en un tipo de tecnología que, de momento, carece de límites. “Estamos en la etapa más apasionante y creativa de la electrónica de los últimos 50 años porque por primera vez en décadas la ley de Moore ya no nos dicta qué hacer”, señala Tomás Palacios, profesor del departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación de la institución con sede en Boston, sobre la norma que Gordon Moore enunció en 1965 según la cual los procesadores reducen su tamaño a la mitad y doblan su capacidad y el número de transistores cada dos años aproximadamente. “Por fin somos libres y estamos obligados a cambiar el paradigma de la electrónica”, añadía Palacios en el foro organizado por la institución madrileña.
Estos materiales ya están demostrando que pueden mejorar el rendimiento de los procesadores tradicionales como aceleradores de hardware. “Son fáciles de integrar en ellos –afirma Palacios–. Existe gran interés por ejemplo en la detección de luz infrarroja, algo que tiene aplicaciones en campos como la visión nocturna, las pruebas de diagnóstico médico por imagen o el control remoto de ordenadores. Estos materiales cambian su estructura molecular a una determinada temperatura. Estoy convencido de que los procesadores del futuro seguirán teniendo silicio, pero también necesitarán materiales extremos para aumentar sus prestaciones”. Uno de los aspectos más fascinantes de este momento que atravesamos es la “electrónica ubicua”, un horizonte no muy lejano en el que todos los objetos de nuestro alrededor llegarán a interactuar gracias a la posibilidad de inocularles distintos grados de inteligencia. Para ello, y siempre según Palacios, “necesitamos desarrollar nuevos métodos de fabricación electrónica”. Un ejemplo de esta escalada futurista, hasta hace muy poco solo alcanzable por la ciencia ficción, son los trabajos con circuitos electrónicos, casi microscópicos, con el grafeno, que pueden quedar integrados en el material con el que se fabrican drones con impresora 3D. “Cuando el dron está en pleno vuelo esos sensores de tensión comunican la resistencia de cada zona”, precisa Palacios sobre un proceso en el que la frontera entre el ordenador y el mundo es cada vez más difusa.
Durante el encuentro de la Fundación Ramón Areces (en el que participaron también Vladimir Bulovic, director de MIT.nano, y el profesor de Ingeniería Eléctrica Jesús del Álamo) se expusieron otros aspectos del ámbito nanotecnológico como las interfaces biomédicas y los procesadores de audio, que pueden llegar a alimentarse de ondas WIFI. Todo, sin perder de vista la naturaleza, que de alguna forma sirve de referente para estos minúsculos ecosistemas. ¿Podemos aprender de ella y desarrollarla en sistemas electrónicos? Desde el MIT lo están intentando y a juzgar por sus resultados lo están consiguiendo. De hecho, están trabajando en un nuevo grupo de microsistemas electrónicos que tengan el tamaño de las células biológicas.
“Ya contamos con un prototipo del tamaño de 50 micras de diámetro – precisa Palacios–. Creo que es uno de los microsistemas electrónicos más pequeños que se ha fabricado nunca. Es perfectamente autónomo y cuenta con al menos tres sensores químicos, con lógica, con un reloj y algo de memoria”. Item más, en estos momentos se investiga ya una nueva generación de células artificiales de tan solo cinco micras. Llegar a la frontera de lo más pequeño no es fácil. Requiere dedicación y mucho tiempo, de modo que la estrategia a corto plazo es enemiga del poso científico que requiere la nanotecnología.
“Ha llegado para quedarse”, afirma a El Cultural Alejandro Gómez Roca, científico del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología que ha recibido una de las ayudas a la Investigación en Ciencias de la Vida y de la Materia de la Fundación Ramón Areces y cuyos trabajos se centran en el ámbito biomédico. “Hubo un auge a finales del siglo pasado pero en ningún momento se ha detenido. Se ha percibido un boom con ciertos materiales como los nanotubos de carbono, el oro y actualmente el grafeno pero cuando esa burbuja ha explotado la nanotecnología ha seguido su camino ascendente encontrando otros materiales como los óxidos de hierro magnéticos, que tienen una gran disparidad de aplicaciones y que nunca pasan de moda”, puntualiza Gómez Roca, que destaca avances como el microscopio de transmisión, capaz de visualizar proteínas y virus, tan necesario en estos momentos. Así, del cambio climático a la energía, de la biomedicina a la agricultura y de la fotónica a los sistemas de almacenamiento y comunicación de datos asistimos al definitivo triunfo de la nanotecnología.