Viaje alucinante

Viaje alucinante

Por :José Manuel García Estevez

Tanto para los científicos como para los artistas en el campo de la nanotecnología, crear pequeños aviones o diseños que imitan flores a escalas menores que las de un cabello humano es una muestra de las grandes promesas del “pensar en pequeño”.

Basado en un informe del Instituto de Física

Algunas de las más hermosas imágenes científicas de este año pueden encontrarse en una colección de microfotografías de pequeñas “flores” y “árboles” con un tamaño menor que la milésima parte del ancho de un cabello humano. Las imágenes están publicadas en la revista Nanotecnología, del Instituto de Física.

“Nano-“ significa pequeño en griego. Un nanómetro es una milmillonésima de un metro (aproximadamente diez veces el diámetro de un átomo de hidrógeno) y la nanotecnología es el diseño y la fabricación de cosas en el rango de 100 a 0.1 nanómetros. En su visionaria conferencia en el Caltech en 1959, el premio Nobel Richard Feynmann le dio a la idea de la nanotecnología un punto de vista cuantitativo en su discurso titulado “Hay mucho sitio al fondo”. Al principio Feynmann se preguntó “¿Por qué no podemos escribir los 24 volúmenes de la Encyclopedia Britannica en la cabeza de un alfiler?” Después de cuatro décadas sus predicciones han demostrado ser bastante descriptivas.

Para mostras imaginativos ejemplos, Ghim Wei Ho, una doctorada que estudia nanotecnología en la Universidad de Cambridge, tomó nuevas imágenes. Ha titulado algunas de sus mejores fotografías como nanoramillete, nanoárboles y nanoflor debido a sus curiosas semejanzas con estructuras orgánicas familiares como flores y pequeños árboles.

El trabajo de Ghim Wei implica hacer nuevos tipos de materiales basados en la nanotecnología y esas flores son un ejemplo de un material de este tipo. Aquí, alambres de escala nanométrica (alrededor de una milésima del diámetro de un cabello humano) de un material de silicio y carbono (carburo de silicio) crecen a partir de pequeñas gotas de un metal líquido (galio) sobre una superficie de silicio, como los chips de los ordenadores caseros.

Los alambres crecen a medida que un gas que contiene metano pasa sobre la superficie. El gas reacciona en la superficie de las gotas y se condensa para formar los alambres. Variando la temperatura y la presión del proceso de crecimiento los alambres pueden ser unidos controladamente en un proceso natural para formar cierta variedad de nuevas estructuras, incluyendo estos materiales en forma de flor.


El profesor Mark Welland, director del Laboratorio de Ciencia a Nanoescala de Cambridge y supervisor de Ghim Wei, dice: “Las estructuras únicas mostradas en estas imágenes tendrán variedad de aplicaciones interesantes. Dos que están siendo estudiadas en este momento son la de recubrimiento repelente al agua y la de base para un nuevo tipo de célula solar. Ya hemos demostrado que como recubrimiento, las gotas de agua resbalan sobre estas superficies cuando están inclinadas a ángulos tan pequeños como 5 grados. Este comportamiento es una consecuencia directa de la habilidad de estas superficies nanoestructuradas para repeler el agua con intensidad”.

El Dr. Paul Danielsen, director de comunicaciones en el Instituto de Física, dice: “La ciencia puede ser hermosa. Estas imágenes implican investigación punta en nanotecnología pero son impactantes por sí mismas. Tal vez la ciencia y el arte no sean tan diferentes después de todo”.

Se han desarrollado varias técnicas para sintetizar carburo de silicio (SiC) en la forma de nanoesferas y nanoalambres/barras. El nuevo informe describe la síntesis de un tipo diferente de nanoestructura de SiC en la forma de estructuras cristalinas tridimensionales, similares a flores, basadas en nanoalambres. El interés en tales estructuras se centra en la combinación de un proceso de crecimiento simple basado en la formación de nanoalambres de SiC, con una estructura resultante con propiedades potencialmente complejas tanto mecánica como ópticamente.

Un segundo artículo en el mismo número de Nanotecnología describe un proceso para crear redes de óxido de zinc y moldearlas con formas que recuerdan aeroplanos y peines (ver imagen de cabecera). La escala típica de estas pequeñas réplicas es de alrededor de una micra.


Como se pone de relieve en el libro y película (1966) Viaje alucinante (de Isaac Asimov), la idea de nanomáquinas interactuando con células biológicas ha captado la imaginación tanto de investigadores como de escritores de ciencia ficción. El clásico de Asimov detalla cómo un equipo quirúrgico miniaturizado es inyectado dentro de un hombre agonizante y eventualmente explora el cerebro del paciente y los sistemas circulatorios.

Para comparar estas imágenes recientes con los límites esperados para el tamaño de una célula biológica típica, 200 nanómetros son probablemente el límite para cualquier célula a la hora de contener la maquinaria de la vida, como la necesaria para replicar el ADN. “Generalmente”, dice el médico microbiólogo Neva Ciftcioglu, en el Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston, “decimos que un microorganismo no debería ser menor de 200 nanómetros. Las nanobacterias están en ese rango, sin embargo hemos detectado algunas formas que tienen incluso 80 ó 50 nanómetros”. Estas formas más pequeñas, de todas maneras, pueden ser células incompletas.

Así, en una escala relativa, la célula biológica más pequeña sería como una torre al lado de las nanoflores y los nanoaeroplanos, algo así como un rascacielos de 80 pisos al lado de una persona que lo mirase desde su base hasta la última planta. O como Richard Feynmann tituló su imaginativo estudio, “Hay mucho sitio al fondo”.