La otra revolución

México ya se subió a la ola de la manipulación de las moléculas para crear nuevas estructuras.
Cuauhtémoc Valdiosera

Día a día invierten todo su tiempo en la manipulación de átomo por átomo -para crear nuevas formas moleculares que son 30 veces más ligeras que el acero -y hasta 60 veces más resistentes que dicho material. Estos sistemas moleculares -electrónicos (o biochips) crean biocomputadoras que son millones de veces más -pequeñas que las actuales, con memoria de DNA que, en el equivalente a un cubo -de azúcar, almacenarán 10 millones de billones de bytes.

- ¿Suena a ciencia ficción? Pues éstos son los menesteres cotidianos de -Humberto Terrones y su hermano Mauricio, científicos mexicanos reconocidos a -nivel mundial por sus estudios en nanomateriales, quienes trabajan en el -Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (IPICYT). -Humberto dirige el Departamento de Materiales Avanzados y Mauricio el nuevo -Centro Nacional de Caracterización de Materiales Nanoestructurados. Ambos son -pioneros de la nanociencia del carbono en México y actualmente se dedican al -desarrollo teórico y experimental de nuevas nanoestructuras.

- Ligerísimos cual plumas y duros como diamantes, los nanomateriales -encuentran nichos de aplicación en áreas tan variadas como la biotecnología, -la farmacología y la industria electrónica, o en áreas de investigación -básica como la química analítica, la óptica o la física de materiales.

- Poco dinero, grandes promesas
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En 2000, Mauricio Terrones desarrolló un nuevo método para generar -nanotubos de carbono alineados y, junto con su hermano, creó el Modelo -Terrones, que ayuda a explicar los fullerenos gigantes. En términos sencillos, -los fullerenos son una de las tres formas sólidas del carbono, junto con el -diamante y el grafito. Ahí empezaron las investigaciones para aprovechar este -descubrimiento. De hecho, con los nanotubos se está revolucionando la -fabricación de pantallas de televisión ultradelgadas de alta definición.

- De manera específica, la misión de la maestría y doctorado en Nanociencias -del IPICYT (que dirigen los hermanos Terrones) es formar investigadores que -desarrollen proyectos.

- Actualmente realizan los siguientes trabajos de investigación en -nanotecnología con el apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología y del -UC Mexus, un programa de intercambio académico entre instituciones e -investigadores:

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  • Nanoestructuras con curvatura que tiene destinado $1,644,194 pesos.
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  • Producción controlada y propiedades electrónicas de nuevos - nanomateriales laminares con un efectivo de $1,264,962 pesos.
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  • Nanoalambres ferromagnéticos: producción controlada, caracterización y - estudios teóricos con un flujo de $241,810 pesos, por mencionar algunos.
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- Sin embargo, los físicos Terrones dedican más tiempo a la creación de -nuevos materiales nanotubulares de carbono con impurezas que pueden ser -aplicados en pantallas de televisores y computadoras ultra delgadas y de alta -resolución. “Se trata de materiales muy resistentes, de 50 a 100 veces más -fuertes que el acero y seis veces más ligeros, dispositivos para aumentar el -almacenamiento magnético de información, sensores de vapores y gases -ultrasensibles, almacenadores de hidrogeno y sustitutos de energéticos, por -mencionar algunos”, comentan.

- Estos investigadores, que se han codeado con premios Nobel de Química, que -han sido altamente reconocidos en el extranjero y que, por fortuna, hoy son -profetas en su tierra, insisten en que la nanotecnología consiste en poder -dominar el medio que nos rodea átomo por átomo y molécula por molécula. -Actualmente, ya se empiezan a controlar algunos tipos de átomos y estructuras -que permiten generar nuevos materiales más eficientes y pequeños.

- En el futuro se podrán diseñar materiales a la medida para cumplir -únicamente con funciones muy específicas y que no impliquen un riesgo para el -ser humano y el medio ambiente. Por lo tanto, la nanotecnología nos permitirá -tener un porvenir con mejores materiales, menos contaminantes, más eficientes e -“inteligentes”. Podremos tener computadoras más pequeñas y con mayor -memoria, materiales más resistentes, mejores conductores, imanes ligeros, -mejores plásticos, entre otras cosas, aseveran.

- Los Terrones no son empresarios, así que buscan patrocinio de diferentes -fuentes. El Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) es su principal -padrino y la situación se dificulta en el fondeo de proyectos, ya que por el -momento todavía no hay productos en el mercado generados por empresas mexicanas -cuya cuna sea la nanotecnología.

- En investigación básica en todo el país se invirtieron alrededor de $660 -millones de pesos en 2003. La cifra es deplorable si se le compara con los $700 -millones de dólares destinados por la Iniciativa de Nanociencia y -Nanotecnología de Estados Unidos en 2003. En México todavía no contamos con -una iniciativa similar a la que tienen muchos países industrializados. Brasil -está también dedicando recursos importantes a las nanociencias y a la -nanotecnología.

- Aún así, Humberto Terrones está convencido de que “México todavía -está en posibilidades de subirse al tren de la nanotecnología si gobierno, -científicos e industria trabajan juntos en el desarrollo de esta área. No en -vano los países industrializados están invirtiendo cientos de millones de -dólares en la llamada Segunda Revolución Industrial”.

- “¿Qué sucederá cuando el petróleo no sea una fuente viable de energía?”, -se pregunta Mauricio Terrones. “Es un hecho que los hidrocarburos contaminan y -en muchos países ya se están haciendo esfuerzos importantes para la -sustitución de estos combustibles, usando la nanotecnología. No dudo que a -mediano plazo el consumo y uso del petróleo sea mínimo y desaparezca. ¿Qué -estamos haciendo en México en este sentido? Hay que recordar que la economía -mexicana se ve fortalecida por recursos importantes de la explotación -petrolera. Cuando el petróleo se acabe, ¿qué haremos?”, pregunta el -científico, quien confía en que la situación no llegará a tal escenario sin -que el país se vea empujado al mundo de la nanotecnología.

- Posiblemente los términos sean complejos; sin embargo, la nanotecnología -significa mucho más que realizar la miniaturización de estructuras hasta -llegar al régimen nanométrico. En esta escala se abre un mundo inédito de -propiedades físicas de los materiales aún inexploradas. En el nanomundo, ideas -y conceptos completamente nuevos recién comienzan a cristalizarse, por ejemplo: -en el estudio de propiedades electrónicas dominadas por efectos cuánticos, en -transistores de un solo electrón, en nanopartículas para recubrimientos tan -duros como el diamante, interruptores de una molécula, conductos extrafuertes o -alambres de nanotubos.

- Del nanómetro a la realidad
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Las inversiones realizadas en México son sumamente raquíticas si -consideramos que una empresa como IBM destina $6,000 millones de dólares en -investigación y desarrollo, en tanto que Nokia invierte $4,512 millones de -dólares. Y esos capitales tienen objetivos claros: por ejemplo, los textiles -“inteligentes” se abren paso en el mercado revolucionando el concepto del -vestido. En este terreno trabajan grandes cadenas de ropa, fabricantes de telas -sintéticas y firmas de telecomunicación. El gigante de la química DuPont -proyecta textiles que se podrán ajustar la talla y cambiar de color con sólo -apretar un botón. También planea tejidos con hilos conductores que regularán -la temperatura de acuerdo al clima, ejemplos que están en prototipo pero que -pronto verán la luz de una tienda, sin importar que el usuario esté enterado -de que eso es nanotecnología.

- Con la aparición de los nanotubos se encontró una fibra de carbono más -resistente que el diamante, que además era resistente a la tracción y -estabilidad térmica. Curiosamente, los primeros productos que incorporan -nanotubos no lo hacen en razón de tales atributos sino en virtud de sus -propiedades eléctricas. Algunos automóviles de General Motors incluyen piezas -de plástico a las que se añaden nanotubos; el material plástico se carga -eléctricamente durante la fase de pintura para que ésta se adhiera mejor.

- La industria eléctrica electrónica está llevando las dimensiones críticas -de los transistores en los chips comerciales por debajo de 200 nanómetros, unos -400 átomos de anchura, razón por la que los ingenieros se enfrentan con -grandes obstáculos para avanzar en la miniaturización. De aquí a 10 años, -los materiales y los procesos en los que se ha basado la revolución -informática comenzarán alcanzar su límite físico infranqueable.

- Los primeros nanotubos de carbono que observó Sumio Iijima en 1991 se -denominaron tubos de paredes múltiples; cada uno contenía cierto número de -cilindros huecos de átomos de carbono anidados a la manera de una esponja. Dos -años después, Iijima y Donald Bethune, éste de IBM, crearon cada uno por su -lado nanotubos de pared única, formados exclusivamente de una capa de átomos -de carbono. Ambos tipos de tubos, fabricados de modo parecido, gozan de muchas -propiedades similares.

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- Una de las principales cualidades de los tubos es su dureza, resultado de la -intensidad con que se unen los átomos de carbono entre sí, propiedad que -explica la solidez del diamante. En este mineral, los átomos de carbono se unen -en un tetraedro de cuatro lados. Los investigadores de IBM dicen que han -descubierto un proceso mediante el cual pueden crear tandas de transistores -nanotubulares de tan sólo 10 átomos de ancho. Los científicos están en busca -de nuevos materiales y métodos de producción que permitan aumentar aún más -la capacidad de los integrados, ya que se espera que en el transcurso de esta -década o la siguiente se llegue a un punto en que sea físicamente imposible -continuar miniaturizando los integrados de silicio.

- Los hermanos Terrones son una prueba de que la ciencia en México no -solamente es real, sino también podría ser rentable. Claro, con las -asociaciones pertinentes entre la industria, el gobierno y las empresas, de ahí -que ellos pugnen por la creación de un Centro Nacional en donde las tres partes -le den impulso a esta nueva área que, sin lugar a dudas, cambiará nuestras -vidas. De lo contrario, continuaremos siendo consumidores sin poder tener acceso -a recursos para resolver nuestros propios problemas. Ciertamente, la -nanotecnología moverá economías a nivel mundial. ¿Tendremos que esperar para -reaccionar?

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