viernes, junio 16, 2006

Nanotecnologías en "El Fuerte de Marbella"

Nanotecnologías en "El Fuerte de Marbella"

16.06.06 @ 09:49:40. Archivado en Universidades, Hispanobelgas, Nanotecnologías, Turismo convivencial

Ayer, 15, y hoy, 16 de junio, se está celebrando el Nanomeet 2006 en "El Fuerte de Marbella".

En colaboración con la empresa estadounidense "Principia Technology Group", spin off del prestigioso Massachusetts Institute of Technology (MIT), "El Fuerte de Marbella", conceptor y matriz de Marbella tecnópolis, celebra en sus locales de Marbella el encuentro Nanomeet 2006, para mostrar a científicos y empresarios andaluces las posibilidades concretas de la investigación y desarrollo industrial de las nanotecnologías.

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Nanomeet en "El Fuerte" de Marbella

“El Fuerte de Marbella” concibe Tecnópolis

Nanomundo en "El Fuerte de Marbella"

Realidades y esperanzas en Nanomedicina

Nanofísicos en “El Fuerte de Marbella”

Ética del Nanomundo en “El Fuerte de Marbella”

Tradición y novedad de la nanociencia

jueves, junio 15, 2006

Tradición y novedad de la nanociencia

Tradición y novedad de la nanociencia

15.06.06 @ 12:44:48. Archivado en Universidades, Hispanobelgas, Nanotecnologías, Turismo convivencial

Como puente natural entre la Universidad de Lovaina y la ciudad de Marbella, por mi doble pertenencia a estas dos comunidades, me felicito de que la preparación del Nanomeet que se está celebrarando en El Fuerte de Marbella, hoy 15 y mañana 16 de junio, haya coincidido con la preparación del número monográfico de la revista Louvain (1), que acaba de aparecer, consagrado “Al descubrimiento del nanomundo”.

También me felicito de que mi hija Marie, ingeniero en mecánica y electrónica formada en la Universidad francohablante de Lovaina, de la que yo mismo soy profesor emérito, perpetúe con su presencia en el Nanomeet de Marbella mi propia vocación de puente cultural, científico y afectivo entre las dos comunidades, amplificándola con nuevos lazos humanos, por el hecho de ser hoy investigadora en la Universidad flamenca de Lovaina y miembro del IMEC, prestigioso centro internacional de nanotecnologías asociado a esta dinámica Universidad.

A ella y a todos los participantes en el Nanomeet les ofrezco esta reflexión histórica, que refleja fielmente la visión sociogenética que se tiene de la Nanociencias en ambas Universidades de Lovaina, la flamenca y la francesa.

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La cuestión que se plantea inmediatamente, ante el éxito actual de la nanociencia, consiste en saber si se trata de un descubrimiento reciente.

Renunciemos al mito simplista de la nanociencia como milagroso descubrimiento reciente, destinado a revolucionar la tecnología moderna. Limitémonos a reconocer que asistimos a una revolución tecnológica, que no solamente ha comenzado ya, sino que ha empezado a producir innegables efectos concretos. En cuanto a hablar de un descubrimiento reciente, eso es menos evidente por lo que se refiere a los aspectos científicos. En efecto, es raro que un nuevo concepto, una nueva ruta científica, surja brutalmente de la nada. La nanociencia no escapa a esta observación. Es el fruto de una larga evolución, que finalmente condujo a las nanotecnologías modernas.

Ya cuatro cientos años antes de J.C., Démocrito, al hablar por primera vez de átomos, abría el camino a la nanociencia. Bastantes siglos después, estos mismos átomos contribuyeron en parte a la condenación de Galileo en 1633 y al suplicio de Giordano Bruno en Roma, una treintena de años antes. En la actualidad, ya no se muere en la hoguera por defender las nanotecnologías. Al contrario, su poder en el mundo de lo pequeño nos promete un mejor mundo de lo grande, al tiempo que numerosos investigadores, apasionados por su trabajo, se regalan científica y estéticamente descubriendo el mundo fascinante de lo infinitamente pequeño.

En 1959, en el congreso de la American Physical Society, el Premio Nobel de física (1965) Richard Feynmann presentaba su famosa conferencia titulada There is Plenty room at the bottom. Su discurso evocaba de manera profética lo que sería la evolución principal del mundo de los materiales. Expresaba en sustancia que al investigar la materia a una escala cada vez más reducida, se encontraría una muchedumbre de aplicaciones interesantes. A pesar de que en la época las observaciones de Feynman parecían formar parte de la pura ficción, hoy esta profecía ha sido ampliamente cumplida e incluso superada con creces.

En realidad, los físicos y los químicos contribuyeron a la nanociencia mucho antes de que esta palabra fuera utilizada y se convirtiera en la niña bonita de los medios de comunicación científicos. Pero es sobre todo la mecánica cuántica de los años veinte la que abrió la primera grieta por la cual penetró la nanociencia tal como la conocemos actualmente.

Las nanotecnologías que derivan de la nanociencia se basan también, y quizá incluso en primer lugar, en el desarrollo de herramientas que prolongaron los sentidos y las manos del hombre hacia el nanómetro. Entre éstos, en el emblemático microscopio a efecto túnel, puesto a punto a principios de los años ochenta por Rohrer y Binning de la sociedad IBM. Esta criatura de la ciencia ha permitido asociar un fenómeno puramente cuántico, el efecto túnel, a una tecnología sofisticada, requiriendo para su realización y su manipulación el control de propiedades de cerámicas finas, con el fin de “ver” y luego de actuar sobre los detalles de una superficie a escala del átomo. Esta herramienta extraordinaria ha permitido, por contrapartida, extender los conocimientos en el ámbito de la física fina que lo generó. Desde entonces, han sido realizadas otras herramientas, que en general permiten investigar o controlar los campos electromagnéticos de escaso alcance, generados por la materia (pinzas ópticas, microscopios de campo cercano, espectrómetros de moléculas únicas, etc).

Nanomeet en "El Fuerte" de Marbella

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Ética del Nanomundo en “El Fuerte de Marbella”

(1) Louvain 163, A la découverte du nanomonde, UCL, Alumni et amis, mai 2006.

miércoles, junio 14, 2006

Ética del Nanomundo en “El Fuerte de Marbella”

Ética del Nanomundo en “El Fuerte de Marbella”

14.06.06 @ 20:41:20. Archivado en Hispanobelgas, Nanotecnologías, Turismo convivencial

No es pura casualidad que la preparación del Nanomeet que se celebrará en El Fuerte de Marbella el 15 y el 16 de junio, haya coincidido con la preparación del número monográfico de la revista Louvain (1) consagrado Al descubrimiento del nanomundo”, que acaba ahora de aparecer.

Un deseo común de servir a la sociedad, prestando atención a los avances de la ciencia y de la tecnología, ha animado a ambos grupos. No sé si mi sugerencia de hace unos meses a mi Rector, al comunicarle los preparativos del Nanomeet marbellí, cuyo primer conceptor fue Francisco Javier Luque García, ha influenciado la publicación por estas fechas del número de la revista. Lo que cuenta ahora es que la simpática sintonía haya tenido lugar; lo cual prueba que la unidad europea funciona en el plano de las nobles ambiciones comunes, cuya manifestación más evidente es la telepatía que en este caso ha tenido lugar.

Como era de esperar, viniendo de la Universidad católica de Lovaina, conocida por su prestigiosa tradición ética vinculada a la ciencia, en este número aparece una reflexión plural sobre la “Ética del nanomundo”, plural en el sentido de que refleja el esfuerzo de una pluralidad de científicos, reunidos en una tabla redonda, para ofrecer a los lectores de la revista una opinión común sobre el tema.

La información contenida en el artículo que va a leer aquí, adaptada por mí al español, la recogió en francés Michel Otte, en una mesa redonda sobre los aspectos toxicológicos de las nanotecnologías que, a la iniciativa de Lovaina, reunió a los siguientes especialistas de las nanotecnologías y de sus aspectos toxicológicos:

Sophie Demoustier, Facultad de ciencias aplicadas, Unidad de química y física de los altos polímeros, UCL.
Denis Flandre, Facultad de ciencias aplicadas, Unidad de dispositivos y circuitos electrónicos, UCL
Dominique Lison, Facultad de medicina, Unidad de toxicología industrial, UCL
Philippe Martin, DG Salud y Protección del consumidor, Comisión Europea.
Jean-François Rees, Instituto de ciencias de la vida, Laboratorio de biología celular, UCL
Olivier Toussaint, Facultad de ciencias, Unidad de investigación en biología celular, programa Nanotóxico, FUNDP

¿Nuevos materiales, nuevos riesgos?

Observaciones recogidas por Michel OTTE en francés y adaptadas por Salvador García Bardón al español.

¿Cuáles son los riesgos, para el ser humano y el medio ambiente, vinculados a la utilización de las nanotecnologías? ¿Merecen un tratamiento particular? Varios expertos intentaron responder a esta pregunta, con ocasión de una mesa redonda reunida por Lovaina.

Revolución industrial del siglo XXI, las nanotecnologías fascinan por sus propiedades tanto como preocupan por sus posibles consecuencias sobre la salud y el medio ambiente. Junto a los riesgos puestos en escena en la novela exitosa de Michael Crichton, Presa, en la cual algunas nanopartículas inteligentes se reproducen solas y se transforman en minúsculos agentes de una sociedad al estilo de Big Brother, otros riesgos reales se manifiestan. Entre estos destaca una posible toxicidad para el organismo.

¿Cuáles son los riesgos para la salud, vinculados a la aparición de estas nuevas tecnologías? ¿Cuáles son las consecuencias para el medio ambiente, a raíz de la utilización de estos materiales de un nuevo tipo? En el estado actual de los conocimientos, los expertos reunidos por la UCL están de acuerdo para expresar la dificultad de responder con precisión a estas cuestiones. El estado actual de las nanociencias y nanotecnologías no permite, en efecto, conocer suficientemente y, por lo tanto, evaluar correctamente estos riesgos.

Los estudios que ya se han realizado en la materia no han dado aún resultados definitivos, y aunque han hecho aparecer aquí y allá contradicciones en los ataques a las nanotecnologías, sin embargo no han eliminado la posibilidad de peligros derivados de los nanomateriales.

Demasiado pronto

Careciendo de estudios avanzados y estabilizados, por falta de información disponible, es demasiado pronto para afirmar o invalidar que las nanopartículas sean peligrosas para la salud y el medio ambiente. Sin embargo, los expertos están de acuerdo sobre un punto: es necesario considerar seriamente la posibilidad de un riesgo. Sabiendo que el recurso a las nanotecnologías va a conocer un desarrollo exponencial durante los próximos años, la comunidad científica insiste unánimemente sobre la necesidad de definir rápidamente métodos de análisis de estos riesgos, permitiendo la puesta a punto de una reglamentación de producción y utilización de los nanomateriales. Prevenir más bien que curar, con el fin de evitar reproducir los errores cometidos con el amianto.

¿Pero qué se sabe concretamente en el estado actual de las cosas? Las nanopartículas pueden penetrar en el cuerpo humano de distintas maneras. En primer lugar, por inhalación; un buen ejemplo lo tenemos con el polvo arrojado por los fuegos de los bosques, una de las formas de nanopartículas que existen en el estado natural. En segundo lugar, por la piel. Las cremas solares y otros productos cosméticos, por ejemplo, contienen dióxido de titanio. En tercer lugar, por ingestión. Las nanopartículas estarán pronto presentes en los trabajos dentales, en los aditivos alimentarios e incluso en la pasta dentrífica. En cuarto lugar, por inyección. En el marco del tratamiento de un tumor del cerebro, se inyectan en el cuerpo nanopartículas de hierro, las ferritas, para intentar destruir el tumor, con la esperanza de que efectos secundarios dañinos, vinculados a esta inyección, no sean más importantes que los beneficios.

En los Estados Unidos, se fabrican ya ochenta productos de consumo corriente con nanoelementos. ¿Hay riesgos en utilizarlos? Una raqueta de tenis, por ejemplo, está constituida por fibras de carbono, que son nanoelementos insertados en una matriz de polímeros. ¡Aficionados al tenis, tranquilos, porque hay pocos riesgos vinculados a su uso! Por el contrario, la incertidumbre persiste en cuanto a los riesgos incurridos por los trabajadores en la fabricación o el reciclaje de este producto. Con lo cual se plantea la cuestión de la protección de las personas que manipulan estas nanopartículas. A pesar de los guantes, los catalejos y las máscaras de protección, pueden inhalar nanoelementos. ¿Cuál es su impacto en la salud? ¿Los trabajadores expuestos podrían desarrollar lesiones pulmonares?

Todo y su contrario

Los expertos estigmatizan el frenesí de los artículos publicados sobre los riesgos vinculados a las nanotecnologías. Estas publicaciones dicen a veces todo y su contrario.

La gran diversidad de los nanomateriales presentes ya en el mercado, tiene como resultado que no habrá una respuesta única a la cuestión de la evaluación de los riesgos. La toxicidad de los nanopartículas varía mucho de un tipo al otro, en función de las propiedades físicoquímicas. Al encontrarnos ante multitudes de productos, que presentarán toxicidades muy diversas, será necesario experimentarlos casi individualmente, lo cual plantea la cuestión de la normalización de los controles.

Tomemos como ejemplo la aparición de los nanotubos de carbono en la industria. Algunos estudios pusieron de manifiesto que estos nanotubos eran solubles en el agua. Tales partículas podrían, por lo tanto, ser absorbidas por el hombre o los animales, sin que se esté actualmente en condiciones de conocer las consecuencias de su absorción. Muchas incertidumbres planean por lo tanto aún sobre los riesgos vinculados a las nanotecnologías.

Los expertos reunidos por la UCL desaprueban las exageraciones en los artículos publicados sobre esta materia. No es normal que estas publicaciones incurran a veces en contradicciones.

Los estudios que tratan del tema no siempre utilizan las mismas nanopartículas como punto de partida de sus pruebas. En materia de medio ambiente, las nanopartículas pueden causar un efecto nocivo en su fabricación, su utilización y su eliminación. Los riesgos potencialmente creados por la llegada de las nanotecnologías estarán en relación con el hecho de que el mercado de los nanomateriales podrá poner en circulación productos con propiedades ventajosas (susceptibles de implicar ahorros de energía por ejemplo), pero cuyo inconveniente sería la ausencia de técnicas de reciclaje probadas y aprobadas.

Otra cuestión que merece una respuesta clara. ¿Los métodos actuales permiten medir los riesgos correctamente?

Si se considera generalmente que es la dosis la que hace el veneno, no es el caso para las nanotecnologías, en cuyo caso la toxicidad no parece que esté vinculada a la cantidad ponderal. En otras palabras, la expresión de la dosis en términos de peso no es conveniente para los nanoobjetos, lo que tiene una implicación sobre la reglamentación, generalmente definida en términos de masa.

¿Pero es la superficie ? ¿Es la relación entre el peso y la superficie? En función de su forma, la peligrosidad potencial de los nanoelementos varía también. Subsisten zonas de sombra, de ahí la urgencia de encontrar nuevos métodos y nuevas pruebas.

¿Pero de qué tipo? Nuestros expertos destacan que les parece utópico pretender efectuar todas estas pruebas "in vivo". Añaden que parece también difícil privarse de ellas completamente, lo que no va sin plantear problemas éticos vinculados a la experimentación sobre los seres vivos. Un justo medio debe encontrarse, que tenga en cuenta las nuevas reglamentaciones en materia de pruebas. La cuestión de la justificación de pruebas "in vitro" e "in vivo" (tanto la prueba humana como animal) no es consustancial a las nanotecnologías. Y las pruebas "in vivo" desencadenan las pasiones. En 2007, dejará de estar permitido practicar pruebas sobre los animales, para comercializar productos cosméticos. ¿Será necesario entonces probarlos directamente sobre voluntarios humanos, con las consecuencias dramáticas que eso puede implicar? Tal ha sido el caso recientemente con cobayas británicos que, seducidos por una fuerte remuneración, aceptaron participar en las pruebas clínicas de un nuevo medicamento contra la leucemia y las inflamaciones crónicas. Este tipo de drama plantea la cuestión de las pruebas humanas y atiza el agudo debate de la experimentación sobre los animales, que persiste en la comunidad científica. Será difícil extraer una posición común para este debate, en el seno de la Comunidad Europea, puesto que países como Dinamarca y Noruega se oponen formalmente a la experimentación animal.

Otra interrogación: ¿cómo financiar estas pruebas a menudo muy costosas?

Si la industria toma la iniciativa de estas pruebas o las asume en gran medida, ¿será posible confiar razonablemente en la objetividad de las respuestas que se obtengan? ¿Y será razonable que aceptemos las decisiones que se tomarán? Estas son preguntas sin respuesta, a pesar de que el drama del amianto hizo reflexionar a todo el mundo. Los industriales no van seguramente a lanzarse a ciegas en la producción masiva de aquellas nanotecnologías cuyas consecuencias sobre la salud y el medio ambiente son aún dudosas.

Los expertos están de acuerdo, para concluir, en que es necesario encontrar un justo medio entre la consideración y la aceptación de estos riesgos. Los riesgos y las incertidumbres vinculados a las nanotecnologías merecen estudios en profundidad. Pero, una posible reglamentación demasiado severa del sector de las nanotecnologías podría también frenar el desarrollo de esta ciencia. Hay que poner en su sitio el riesgo vinculado a la utilización de las nanotecnologías, en función del riesgo que la sociedad está dispuesta a tomar para beneficiarse de sus avances.

Probar y comunicar

Olivier Toussaint, profesor en la Facultad de las ciencias de la Universidad Notre-Dame de la Paix de Namur, dirige desde enero de 2006 el proyecto “Nanotóxico”. Con una treintena de investigadores, intenta poner a punto modelos toxicológicos adaptados a algunos tipos de nanopartículas. He aquí cómo aborda, en su condición de investigador, la cuestión de los riesgos tóxicos de los nanos:
“Los investigadores que observan la toxicidad de las nanopartículas deben considerar parámetros otros que la concentración del producto, sus capacidades de disolución en fase ácuea y lipídica, etc. En efecto, la forma de los nanopartículas, su tamaño, su “recubrimiento” son cruciales. Es necesario, pues, trabajar con físicos y químicos equipados para determinar estos parámetros. Por otra parte, ante el coste de las pruebas previstas, para los distintos tipos de nanopartículas desarrolladas en la industria, la utilización preliminar de pruebas sobre culturas de las células más representativas de las condiciones fisiológicas animales, va a permitir ahorrar mucho tiempo y dinero. En efecto, el descubrimiento de efectos tóxicos señalados "in vitro", por ejemplo sobre culturas de epidermis reconstituidos, será un fuerte indicador de un riesgo toxicológico en la piel. Este razonamiento puede desmultiplicarse para los distintos tejidos de nuestro organismo. Por fin, visto el cambio de paradigma toxicológico por lo que se refiere a las nanopartículas, una información inteligente del público se impondrá, de ahí la necesidad de una comunicación profesional en la materia. »

Fotografía: http://www.fundp.ca.be/photos/personnes/NR000100.jpg

Comunidad Europea: prevenir más bien que curar

La Dirección General “Salud y protección del consumidor” de la Comisión Europea puso en marcha un proceso de reflexión sobre los riesgos vinculados a las nanotecnologías. El Consejo Europeo, preocupado de adoptar una actitud proactiva y preventiva, se ha declarado, en septiembre de 2005, en favor de un enfoque tranquilizador, integrado y responsable. En esa línea, un Comité de expertos emitió una opinión sobre los métodos de análisis de los riesgos de las nanotecnologías, haciendo hincapié en la necesidad de distinguir el riesgo del peligro. El peligro se caracteriza por el potencial de causar daños. El riesgo designa, como tal, la probabilidad de que un daño pueda ocurrir en los hechos, dependiendo esta probabilidad del grado de exposición a un peligro específico. Por ejemplo, una exposición muy escasa a una sustancia que presenta un peligro muy elevado, puede resultar en un riesgo limitado; mientras que una exposición muy fuerte a una sustancia que presenta un peligro muy escaso puede resultar en un riesgo entre moderado y muy fuerte. En otras palabras, el riesgo es el resultado de la conjunción de dos factores: peligro por una parte, exposición a este peligro por otra parte. En términos de metodología y análisis del riesgo, la DG “Salud y protección del consumidor” hace hincapié también en el estudio de los aspectos sistémicos, o sea el análisis de los efectos sobre el organismo en su conjunto.

Sitio web: http:lleuropa.tener.int|commuldgslhealth_consumer

(1) Louvain 163, A la découverte du nanomonde, UCL, Alumni et amis, mai 2006.

martes, junio 13, 2006

Nanofísicos en “El Fuerte de Marbella”

Nanofísicos en “El Fuerte de Marbella”

13.06.06 @ 17:02:01. Archivado en Universidades, Hispanobelgas, Nanotecnologías, Turismo convivencial


Coincidiendo con el Nanomeet que se celebrará en El Fuerte de Marbella el 15 y el 16 de junio, acaba de aparecer en la revista Louvain (1) un número monográfico consagrado “Al descubrimiento del nanomundo”.

En este número aparece la opinión sobre el origen histórico y la evolución actual de la nanofísica del profesor de física Juan-Cristobal Charlier, uno de los nanofísicos de la brillante escuela de física lovaniense, heredera directa de la astrofísica y de la cosmología de George Lemaitre. Según él, la materia presenta a escala nanométrica propiedades diferentes de las observadas en nuestro mundo macroscópico. La aparición de las nanotecnologías, cuya novedad consiste en explotar industrialmente estas propiedades, nos deja entrever una revolución: la concepción de materiales a escala atómica y molecular.

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La física en el nanomundo

Por Juan-Cristobal Charlier, investigador calificado del FNRS y profesor de Física en la Universidad católica de Lovaina (UCL). Traducción y adaptación de Salvador García Bardón.

A escala nanométrica la materia presenta propiedades diferentes de las observadas en nuestro mundo macroscópico. La superficie de una hoja de loto, las alas de una mariposa, el comportamiento de un electrón o también los nanotubos de carbono son tantos nanosistemas naturales o creados por el hombre, cuyos fenómenos físicos se revelan asombrosos.
Hace cerca de 2400 años, el filósofo griego Démocrito predecía que nuestro mundo material estaba constituido por átomos, es decir, de pequeñas cantidades de materia insignificantes e insecables. Una gota de agua contiene ya 1000 000 000 000 000 000 000. El tamaño de un átomo equivale en realidad a un décimo de nanómetro (el cual es una mil millonésima parte de metro). Con el fin de representarse la dimensión de los átomos, se puede proceder a comparaciones fáciles como, por ejemplo, la de la relación entre el diámetro del átomo de carbono y el de una bola de tenis, que equivale a la relación entre el diámetro de la bola de tenis y el de la tierra.

En los años ochenta, fue posible por primera vez “imaginar” los átomos gracias al microscopio a efecto túnel. Este instrumento revolucionario, basado en un efecto puramente cuántico, permite barrer la superficie de un material conductor y registrar las variaciones de la corriente “túnel” entre la punta del microscopio y la superficie del material, si se aplica previamente entre ellas dos una tensión eléctrica. Una reconstrucción de la superficie sobrevolada permite así la observación de los átomos. La estructura atómica de un material aislante (polímero, cerámica, material biológico) puede, por su parte, ser observada por microscopía a fuerza atómica: la punta del microscopio, en ese caso, se fija en un brazo de palanca flexible que barre y frota la superficie del material, que debe observarse siguiendo el relieve. La deformación de la palanca permite así imaginar la estructura atómica de la superficie.

Aunque inicialmente concebido para la observación, el microscopio a efecto túnel también ha sido utilizado para desplazar átomos uno a uno, como una “pinza a átomos”. Con ayuda de la punta del microscopio, un átomo puede cogerse, desplazarse sobre la superficie y depositarse en el lugar deseado (véase abajo los ejemplos (2).

El microscopio a fuerza atómica permite también desplazar, sobre un substrato liso, objetos como moléculas biológicas. Esta manipulación de átomos o moléculas individuales permite la construcción de sistemas ultraminiaturizados (técnica de enfoque down- top ‘de abajo arriba’). Si estos dos microscopios son hoy en día herramientas fiables de caracterización para las nanotecnologías, las técnicas de fabricación que se les asocian permanecen a escala del laboratorio, ya que no permiten una producción industrial de nanosistemas complejos. Ésta puede obtenerse mediante otra técnica de elaboración, que consiste en construir el nanosistema a partir del material macroscópico, en primer lugar grabado y reducido por la mano del hombre y luego por sus instrumentos (enfoque top-down ‘de arriba abajo’). Es el procedimiento que utiliza, por ejemplo, la electrónica desde hace varios años (leer el artículo Nano, el ipod?).

La construcción de estos nanosistemas y el estudio de las propiedades de estos últimos permitió la observación de fenómenos físicos intrínsecamente muy vinculados a las bajas dimensiones del material. La nanociencia es pues un nuevo enfoque vinculado a la comprensión y al control de las propiedades de la materia a escala nanométrica. A esta escala, en efecto, la materia presenta propiedades a menudo asombrosas y diferentes de las observadas en nuestro mundo macroscópico.

La vida como inspiración

Las nanotecnologías en la naturaleza: las alas de la mariposa, el ocelo de la pluma de pavo real y la edelweis. Para la edelweis (‘flor de nieve’), los finos filamentos blancos que lo cubren absorben los rayos ultravioletas, protegiendo así naturalmente la planta. Una propiedad que le es muy útil en altitud.

Una primera ilustración de la nanociencia se inspira en el mundo vegetal: la observación de la superficie de la hoja de loto revela la presencia de minúsculos pilares que hacen pensar a un tablero sembrado de clavos. Las gotas esféricas de agua, sostenidas por estos pilares, no pueden extenderse y mojar la superficie del tablero. Lo mismo sucede con los granos de polvo, que no pueden adherirse a la superficie y serán arrastrados por la lluvia.

Fabricar por biomimetismo, es decir, fabricar imitando la naturaleza tales superficies artificiales, con la ayuda de nanomateriales, (leer el artículo Las lecciones de la naturaleza) es una apuesta tecnológica considerable, ya que las aplicaciones potenciales de estos recubrimientos nanomodificados serán numerosas: cristales antisuciedad, para ventanas y automóviles, pinturas autolimpiadoras, recubrimientos antibacterianos para la cocina y las instalaciones sanitarias, etc.

El mundo de la vida presenta también una gran diversidad de colores. Numerosas especies vivas se dotaron con sistemas de tratamiento de la luz extremadamente elaborados. Estos sistemas tienen por objeto producir distintos mensajes visuales, a veces destinados al reconocimiento mutuo en una misma especie o a la constitución de barreras instintivas en los depredadores. Un coleóptero puede parecer verde o azul. Juega con la luz que refleja sobre varias capas de un nanoestructura de quitina, que es el biopolímero con el que se fabrica el esqueleto externo del insecto. Los colores tornasolados de las alas de las mariposas o de los ocelos de las plumas del pavo real también provienen de interferencias creadas por la luz y de la estructura íntima que las constituye a la escala nanométrica. A veces también, las nanoestructuras se producen en intercambios más sutiles, facilitando la absorción térmica o la protección contra las radiaciones ultravioletas. Para la edelweis, los finos filamentos blancos que lo cubren poseen una propiedad útil sobre todo en altitud: absorben en masa los rayos ultravioletas, protegiendo así naturalmente la planta contra estas radiaciones peligrosas. El estudio de estos dispositivos creados por la vida es una fuente constante de inspiración para las ciencias de los materiales.

La aparición de las nanotecnologías nos deja entrever una revolución: la concepción de materiales a escala atómica y molecular.

En estas estructuras muy finas, resulta posible observar el comportamiento ondulante del electrón, como lo describe la teoría cuántica. Los fenómenos de transporte electrónico en las nanoestructuras difieren, en efecto, de la conducción eléctrica habitualmente observada en los sistemas macroscópicos, lo cual engendra un trastorno convulsivo de las ideas recibidas, por falsificación de nuestros prejuicios. La conductancia (facilidad con la cual los electrones se desplazan en los sólidos) se cuantifica, es decir, va a evolucionar por saltos sucesivos. A baja temperatura, la distancia recorrida por el electrón pasa a ser del mismo orden de magnitud que la dimensión de la nanoestructura. El electrón no sufre ya o sufre poco de “choques” con las vibraciones atómicas, y el transporte electrónico se convierte en “balístico”.
En esta situación, inyectar un electrón por un lado de la nanoestructura implica que se encuentra automáticamente del otro lado - una onda electrónica se propaga en un nanoestructura - y que se le ofrecen varios caminos - aparecen fenómenos de interferencia, que modulan de manera periódica la propiedad medida a baja temperatura -. Así pues, desde hace una veintena de años, el desarrollo de las nanotecnologías ha permitido explorar el transporte coherente de los electrones en el marco de una nueva ciencia, llamada física mesoscópica.

El "espín" (‘la vuelta’) del electrón

Numerosos científicos ven en las nanotecnologías una buena oportunidad de poner a punto un tipo completamente nuevo de electrónica. Uno de los grandes retos de la electrónica es sustituir el transistor clásico por una nanoastructura específica o por una molécula que funcione como un interruptor eléctrico. Esta miniaturización del transistor permitiría fabricar ordenadores más pequeños, mucho más rápidos y que consumirían menos electricidad. La electrónica de hoy está basada solamente en la carga que es transportada por el electrón. Pero este último posee también otra propiedad interesante: su vuelta. La vuelta del electrón es una clase de movimiento de rotación del electrón en torno a su eje como un trompo. Gracias a esta minúscula aguja magnetizada, el electrón puede obrar recíprocamente con un campo magnético. Una aplicación de la “spintrónica” o magnetoelectrónica está ya presente en la vida de todos los días: los nuevos discos duros poseen cabezas de lectura móviles con diodo láser, para finas capas, que descubren, sobre la base de la enorme resistencia magnética, minúsculos ámbitos magnéticos, permitiendo así densidades de almacenamiento muy elevadas.

A veces, la nanotecnología vuelve a dar vida a ideas antiguas, que habrían desaparecido debido a la ineficacia de los materiales disponibles, como la producción de corriente termoeléctrica. Descubierta en el siglo XIX, la termoelectricidad consiste en la producción de electricidad a partir del calor (efecto Seebeck) o inversamente, en la producción de calor a partir de la electricidad (efecto Peltier). La nanotecnología permite hoy desarrollar nuevos materiales que garantizan una utilización de la termoelectricidad a niveles de eficacia muy elevados.

Por fin, el descubrimiento inesperado de nanoobjets como las moléculas de fullerenos C60 (1985) (3) y los nanotubos de carbono (1991) tuvo un impacto muy importante en la toma de conciencia del enorme potencial industrial de las nanotecnologías.

El nanotubo de carbono es una nanoestructura artificial, creada por el hombre, que consiste en una hoja de grafito compuesta de átomos de carbono dispuestos en red hexagonal, como un nido de abejas, y envueltos sobre sí mismo como un cilindro. Su diámetro es del orden del nanómetro, mientras que su longitud puede alcanzar varios micrómetros (una millonésima de metro).

Gracias a su estructura muy simple y muy estable, el nanotubo posee propiedades mecánicas sorprendentes: es 100 veces más resistente que el acero siendo 6 veces más ligero. Además, el nanotubo es extremadamente flexible; es pues el candidato ideal para fabricar materiales compuestos de alto resultado. Desde el punto de vista eléctrico, el nanotubo de carbono es alternativamente un excelente conductor o un semiconductor, en función del ángulo de enrrollamiento de la hoja de grafito. Por lo tanto, se convierte automáticamente en el ladrillo elemental para la nanoelectrónica del mañana. Por fin, cuando se somete a una diferencia de potencial, el nanotubo emite electrones, lo cual hace que se utilice ya como nanocañón, en las pantallas planas de algunos televisores y ordenadores.

Elaborar nuevos materiales y componentes cada vez más pequeños, construir átomo por átomo nuevas arquitecturas y montarlas, para realizar nuevas funciones, son los retos para los próximos años. Llevada a hombros por la simulación numérica, que permite predecir la estructura y las propiedades de tales nanoobjetos, la experiencia deberá poner de relieve los nuevos fenómenos que aparecen a escala del nanomundo, explotarlos con el fin de desarrollar las nanociencias y ponerlos al servicio de la sociedad del mañana.

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(1) Louvain 163, A la découverte du nanomonde, UCL, Alumni et amis, mai 2006.

(2) Así, por ejemplo, 48 átomos de hierro han sido desplazados y dispuestos en un círculo de 15 nm de diámetro sobre una superficie de cobre. Esta imagen del “corral cuántico”, obtenida gracias a un microscopio a efecto túnel, pone de manifiesto que los electrones se comportan como ondas: forman una nube concéntrica que ondula como la superficie del agua en la cual se habría lanzado una piedra.

Imagen de un “corral cuántico” en forma de estadio, obtenida con el microscopio de efecto túnel, al posicionar átomos de hierro sobre una superficie de cobre. (Foto, cortesía de Don Eigler, IBM).

(3) Descubrimiento de los fullerenos.

Curl, Robert F. (1933 - ), químico estadounidense, contribuyó al descubrimiento de una nueva familia de moléculas de carbono conocidas como fullerenos. Este descubrimiento conjunto le valió el premio Nóbel de Química 1996.

Se licenció en 1954 en la Universidad de Rice, Houston (Texas), y se doctoró en la Universidad de California, Berkeley, en 1957. Al año siguiente volvió a Rice para unirse al Departamento de Química, donde se convirtió en catedrático en 1967.

En Rice, Curl se especializó en espectroscopia de infrarrojos y microondas, separando y analizando agregados (clusters) de átomos de una gran variedad de sustancias. A menudo colaboró con su compañero Richard E. Smalley, que había construido un láser para crear y estudiar clusters de casi cualquier tipo.

Curl se mantuvo a menudo en contacto con un químico británico y espectroscopista de microondas, Harold W. Kroto de la Universidad de Sussex. Desde principios de la década de los setenta Kroto había estado analizando las nubes de gas del espacio interestelar y había descubierto cadenas largas de carbono y de nitrógeno. Curl sugirió que el láser de Smalley podría servir para reproducir las condiciones bajo las que estas cadenas se forman en el espacio.

En septiembre de 1985 Kroto viajó a Rice. Durante once días Curl, Kroto y Smalley, junto con los estudiantes graduados de Rice James R. Heath y Sean C. OBrien, crearon clusters de carbono con el aparato de Smalley. Irradiaban la muestra de grafito con el láser y el aparato separaba los átomos de carbono y los mezclaba con helio, un gas inerte. Los clusters de carbono se formaban cuando la mezcla gaseosa se enfriaba en una cámara de vacío.

El análisis espectroscópico de los experimentos sorprendió al equipo: no encontraron las esperadas cadenas largas, sino lo que parecía ser una disposición simétrica y cerrada de átomos donde la estructura más común era la que contenía sesenta átomos de carbono. Los miembros del equipo sugirieron que la estructura de esta molécula era similar a la de un balón de fútbol. También se parecía a las cúpulas geodésicas diseñadas por el arquitecto e inventor estadounidense R. Buckminster Fuller, por lo que le dieron el nombre de buckminsterfullereno.

Cuando Curl y el resto del equipo publicaron sus resultados a finales de 1985, muchos científicos se mostraron escépticos ante la idea de nuevas moléculas de carbono de geometría esférica. Hasta 1990, cuando otro grupo consiguió sintetizar grandes cantidades de moléculas de fullerenos, no se confirmó la teoría del equipo.

Científicos de todo el mundo comenzaron a estudiar entonces este nuevo campo de la química, desarrollando unas 5.000 variaciones de fullerenos. Éstas incluyen estructuras en forma de tubos muy fuertes que probablemente tendrán aplicaciones muy importantes en electricidad, ciencia de materiales e incluso en medicina. Mediante la introducción de átomos específicos en el interior de los fullerenos, los científicos esperan desarrollar nuevos modos de suministrar fármacos a lugares concretos del cuerpo humano. La química de los fullerenos tiene un prometedor futuro por sus posibles aplicaciones, y ha proporcionado a los científicos un modo totalmente nuevo de racionalizar la química del carbono.

Fuente de esta nota: Fisicanet
http://www.fisicanet.com.ar/nove/nobelquimica/nobel_quimica_1981_2000.php

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lunes, junio 12, 2006

Taller cervantino del Quijote: Chantajearnos con el no matar de ETA

Taller cervantino del Quijote: Chantajearnos con el no matar de ETA

Chantajearnos con el no matar de ETA

Chantajearnos con el no matar de ETA

11.06.06 @ 17:22:11. Archivado en Semántica, Ética, Pro justitia

Ofrezco esta reflexión de especialista de la Ética y de la Semántica a todas las víctimas del terrorismo, cuya memoria debe ser honrada por la historia, transformando su humillación de vencidos por el terror en exaltación de vencedores por la justicia.

Visto desde Bruselas, el mal llamado “proceso de paz”, que intenta imponernos Zapatero, sufre del enorme defecto ético de conceder a ETA la libertad de chantajear, tanto al estado como a los pobres inocentes que somos todos los españoles, con la única condición de que no nos mate (por ahora).

Esto significa que si físicamente los asesinatos no se repiten desde hace un cierto tiempo, nadie nos garantiza que no puedan repetirse, y que por ello el miedo debe seguir siendo el condimento con el que tengamos que seguir comiéndonos los platos amargos de nuestra subsistencia cotidiana.

Así lo entiende ETA y nos lo hace sentir casi a diario su portavoz oficial Arnaldo Otegui, con su inconfundible chulería marrullera: se nos ha concedido una tregua física en la matanza, pero no una póliza de seguro contra el miedo, cuya espada de Damocles él nos recuerda permanentemente casi blandiéndola, por si a alguno se le ocurre salirse del redil del cautiverio en que Zapatero, de acuerdo con ETA, pretende encerrarnos.

La mecánica psicológica de ETA, como la de todo terrorismo, se basa en el chantaje del miedo: pretende conseguir, mediante la ejecución de actos terroristas o bajo la amenaza de cumplirlos, lo que por otras vías no conseguiría.

Empleando la mecánica del terrorismo, ETA no consigue su fin último, pero sí consigue su fin inmediato, ya que logra esclavizar, con el arma del miedo, a la persona o personas aterrorizadas e incluso al conjunto completo de la sociedad española, doblegando su libertad y poniéndolas de rodillas.

¿Qué hacer, tanto los ciudadanos como el estado, para no convertirnos en esclavos del miedo?

La única defensa que nos ofrece la ética contra el miedo es la valentía. Esta virtud la han practicado hasta el sacrificio de su propia vida más de un millar de españoles, si hacemos la suma de todas las víctimas del terrorismo, tanto de ETA como de otros grupos terroristas, cuyos siniestros designios antidemocráticos, en macabra sintonía si no en alianza con los de ETA, no hemos llegado a comprender ni en la España democrática ni fuera de España. No envilezcamos la memoria de sus víctimas cediendo a la cobardía, que como todos sabemos en conciencia es el vicio vergonzoso que se opone como su antónimo ético a la valentía.

Sería deplorable que una vez más, el estado o los ciudadanos, cayéramos en las trampas semánticas del miedo, cuyo instrumento más eficaz como lo señala muy acertadamente Gustavo de Arístegui, son los eufemismos, llamando “paz” a lo que tendríamos que llamar “cobardía”. Nos sucedería como sucedió otrora a los rehenes ideológicos de ETA, tanto a los nacionalistas como a sus hinchas extranjeros, que llamaban “lucha armada” a la “actividad criminal de los terroristas” e “impuesto revolucionario” a la “extorsión”.

Es muy alarmante que desde hace poco nuestro propio gobierno, quizá porque él mismo es fruto del miedo, cede al chantaje nacionalista etarra, llamando “alto el fuego permanente” al cese de actividad criminal de los matarifes de ETA. Hablando así nos procura la prueba de que su peor vicio, el más peligroso para quienes dependemos de su gestión, no es el miedo a secas, sino la suicida osadía del miedoso, cuyo maleficio pragmático intensifica su cobardía hasta el grado semántico superlativo.