El siguiente Paso de Gigante

escuche o descargue esta historia Autor: Patrick L. Barry #1# 27 de julio de 2005: En los laboratorios de todo el país la NASA está apoyando la floreciente ciencia de la nanotecnología. La idea básica es aprender a tratar la materia a escala atómica –ser capaz de controlar a la perfección átomos individuales y moléculas para diseñar máquinas del tamaño de una molécula, electrónica avanzada y materiales “inteligentes”. Si los visionarios están en lo cierto, la nanotecnología podría llevar a autómatas que serías capaz de sostener en la yema de un dedo, trajes espaciales autorreparables, montacargas espaciales y otros fantásticos dispositivos. El cabal desarrollo de algunas de estas cosas puede llevar más de 20 años; otras están tomando forma en el laboratorio hoy en día. Pensando en lo pequeño Sencillamente hacer cosas más pequeñas tiene sus ventajas. Imagina, por ejemplo, que los vehículos de Marte, Spirit y Opportunity, se hubiesen podido construir tan pequeños como un escarabajo, y pudiesen correr rápidamente como éste por rocas y arena, tomando muestras de minerales y buscando las claves a la historia del agua de Marte. ¡Cientos de miles de estos diminutos robots podrían haberse enviado en las mismas cápsulas que llevaron a los dos vehículos del tamaño de un escritorio, permitiendo a los científicos explorar mucha más superficie del planeta –e incrementando las probabilidades de toparse con una bacteria marciana fosilizada! Pero la nanotecnología consiste en más cosas que en sólo la reducción de objetos. Cuando los científicos puedan ordenar y estructurar a voluntad la materia a nivel molecular, nuevas y asombrosas propiedades surgirán cualquier día. Un ejemplo excelente y preferido del mundo nanotecnológico es el siguiente: el nanotubo de carbono. En estado natural el carbono aparece como grafito –el blando y negro material usado habitualmente en la mina de los lápices– y como diamante. La única diferencia entre los dos es la organización de los átomos de carbono. Cuando los científicos colocan los mismos átomos de carbono en un modelo de “red metálica” y los enrollan en minúsculos tubos de tan sólo 10 átomos de diámetro, los “nanotubos” resultantes adquieren algunas características muy extraordinarias. Nanotubos: • tienen 100 veces la resistencia del acero, pero sólo 1/6 de su peso; • son 40 veces más fuertes que las fibras de grafito; • conducen la electricidad mejor que el cobre; • pueden ser conductores o semiconductores (como los chips de los ordenadores), dependiendo de la colocación de los átomos; • y son excelentes conductores de calor. #2# La mayor parte de la investigación actual mundial en nanotecnología se centra en estos nanotubos. Los científicos han propuesto usarlos en un amplio abanico de aplicaciones: en cables de alta resistencia y bajo peso necesarios para un montacargas espacial; como alambres moleculares para nanoelectrónica; integrados en microprocesadores para ayudar a disipar el calor; y como barras de transmisión y engranajes en nanomáquinas, por mencionar algunos ejemplos. Los nanotubos ocupan un lugar relevante en la investigación llevada a cabo en el Centro de Nanotecnología de Ames de la NASA (CNT). El centro se creó en 1997 y actualmente emplea a casi 50 investigadores a tiempo completo. “Intentamos centrarnos en tecnologías que puedan dar lugar a productos utilizables dentro de unos pocos años a una década,” dice el director de CNT, Meyya Myyappan. “Por ejemplo, estamos mirando cómo los nanomateriales podrían ser usados para sostener vida avanzada, secuenciadores de ADN, computadoras superpotentes, y pequeños sensores de productos químicos o incluso sensores del cáncer.” Un sensor químico que hemos desarrollado usando nanotubos está previsto que vuele al espacio en una misión de demostración a bordo del cohete Navy el año que viene. Este diminuto sensor puede detectar cantidades tan pequeñas como unas pocas partes por mil millones de sustancias químicas específicas –como gases tóxicos—resultando útil tanto para la exploración espacial como para la defensa del país. CNT también ha desarrollado un modo de utilizar nanotubos para refrigerar los microprocesadores de ordenadores personales, un reto de primer orden a medida que las CPUs se hacen cada vez más potentes. Esta tecnología de refrigeración ha sido autorizada a una empresa de reciente creación de Santa Clara, California, llamada Nanoconducción, e Intel ya se ha mostrado interesada, dice Meyyappan. #3# Diseñando el futuro Si estos usos a corto plazo de la nanotecnología parecen impresionantes, las posibilidades a largo plazo son realmente increíbles. El Instituto de Ideas Avanzadas de la NASA (NIAC), una organización independiente y financiada por la NASA, ubicada en Atlanta, Georgia, fue creada para promover la investigación avanzada en tecnologías radicales del espacio que tardará de 10 a 40 años en dar sus primeros frutos. Por ejemplo, una reciente subvención de NIAC financió un estudio viable de nanoindustria —en otros términos, la utilización de grandes cantidades de máquinas moleculares microscópicas para producir cualquier objeto que se desee ensamblando ¡átomo a átomo! Esta subvención de NIAC fue concedida a Chris Phoenix del Centro de Nanotecnología Responsable. En la página 112 de su informe, Phoenix explica que una “nanofactoría” de esta índole podría producir, dice, partes de astronaves con precisión atómica, lo cual significa que cada átomo dentro del objeto está colocado exactamente en donde corresponde. La parte resultante debería ser extremadamente fuerte, y su forma podría estar dentro de la anchura de diseño ideal de un solo átomo. Superficies ultra-lisas no necesitarían limpieza ni lubricación, y prácticamente no sufrirían deterioro por el paso del tiempo. Una tan alta precisión y fiabilidad de las partes de una astronave es de la máxima importancia cuando están en juego las vidas de los astronautas. Aunque Phoenix esbozó algunas ideas de diseño de una nanofactoría de oficina en su informe, reconoce que –a excepción de un “Proyecto Nanhatten” de gran presupuesto, como él lo llama– para una nanofactoría que funcione falta como mínimo una década, y probablemente mucho más. Tomando ejemplo de la biología, Constantinos Mavroides, director del Laboratorio de Bionanorrobótica Computacional del la Universidad del Nordeste, de Boston, está explorando un planteamiento alternativo de lo nanotecnológico: En lugar de empezar desde el principio, las ideas del estudio de Mavroidis financiado por NIAC emplean “máquinas” moleculares y funcionales preexistentes que pueden ser encontradas en toda célula viva: moléculas de DNA, proteínas, enzimas, etc. #4# Formadas por una evolución de millones de años, estas moléculas biológicas ya están muy adaptadas a la manipulación a escala molecular de la materia –la razón por la cual una planta puede combinar aire, agua y desechos, y producir una jugosa fresa roja, y el cuerpo de una persona puede convertir la cena de la pasada noche en los nuevos glóbulos rojos de hoy. La reorganización de átomos que hace que todo esto sea posible es llevada a cabo por cientos de enzimas y proteínas especializadas, y el DNA guarda el código para llevar a cabo el proceso. La utilización de estas máquinas moleculares “pre-existentes” –o usándolas como puntos de partida para nuevos diseños– es una popular aproximación a la nanotecnología llamada “bio-nanotecnología”. “¿Por qué reinventar la rueda?” se pregunta Mavroidis. “La naturaleza nos ha dado toda esta grande y altamente perfeccionada nanotecnología dentro de los seres vivos, así que ¿Por qué no usarla – e intentar aprender algo de ella?” Los usos específicos de la bio-nanotecnología que Mavroidis propone en su estudio son muy futuristas. Una idea consiste en cubrir con una especie de “tela de araña” de tubos del grosor de un cabello, llena de detectores bionanotecnológicos, docenas de millas de terreno, para cartografiar con gran detalle el entorno de algún planeta extraterrestre. Otra idea que propone es una “segunda piel” que los astronautas llevarían debajo de sus trajes espaciales, la cual usaría bio-nanotecnología para detectar y reaccionar a la radiación que atravesara el traje, y sellar rápidamente todo corte o pinchazo. #5# ¿Futurista? Sin duda. ¿Posible? Quizás. Mavroidis admite que faltan probablemente décadas para tecnologías semejantes, y que la tecnología del futuro será probablemente muy diferente de como la imaginamos actualmente. De todas formas, cree que es importante que se empiece a pensar ahora en lo que la nanotecnología podría hacer posible dentro de muchos años. Considerando que la vida misma es, en cierto sentido, el máximo ejemplo de nanotecnología, las posibilidades son verdaderamente estimulantes.

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