A nanociencia e a nanotecnoloxía, o gran reto do pequeno

2009/09/01 Pitarke, Jose M. - CIC nanoGUNEko zuzendaria eta Euskal Herriko Unibertsitateko Materia Kondentsatuaren Fisikako katedraduna Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Nanoteknologia
• Ikerketa-zentroak

(Foto: ©Istockphoto.com/Alwyn Cooper)

Nanos significa anano en grego. E o prefixo nano utilizámolo paira expresar mil millóns. Segundo isto, o nanómetro é mil millóns de metros, un millón de veces menos que o milímetro. O nanómetro é o tamaño aproximado de seis átomos de carbono ou dez átomos de hidróxeno aliñados. Nesta escala temos átomos e moléculas, así como os sistemas biolóxicos máis básicos. Por exemplo, o diámetro da dobre hélice da molécula de ADN é de 2 nm e os virus máis comúns teñen un diámetro inferior a 100 nm.

A principios do século vinte, a hipótese atómica estaba moi arraigada entre os científicos, pero os instrumentos que tiña o home entre mans (así como a lonxitude de onda da luz) eran demasiado grandes paira ver os propios átomos; segundo algúns científicos, ao campo dos átomos só podía chegar a razón. Con todo, desde a década dos 80, puidemos construír ferramentas que permitan ver e tocar os átomos uno a un (por exemplo, o microscopio de túneles), e niso radica en gran medida o nacemento e desenvolvemento da nanociencia e a nanotecnoloxía.

Con todo, para que a nanotecnoloxía avance non basta con ver e tocar átomos e moléculas. Tamén debemos coñecer ben as interaccións e a autoorganización entre átomos e moléculas. De feito, as propiedades da escala macroscópica e microscópica non poden extrapolarse á escala do nano. Na nanoescala (entre 0,1 e 100 nm), o marco conceptual é a mecánica cuántica, predomina a influencia das superficies e as propiedades físicas e químicas, a diferenza da macroescala, dependen do tamaño. Por exemplo, o ouro non é químicamente activo en macroescala, mentres que na nanoescala pode ter una actividade catalítica enorme.

A nanociencia baséase na observación e manipulación de átomos, a miniaturización e a fabricación de dispositivos de nanoescala e, o que é moi importante, na autoorganización de estruturas moleculares e supramoleculares. Os avances máis significativos proveñen da combinación destes tres ámbitos.

A capacidade actual de estruturar a materia en nanoescala traeranos á enxeñaría molecular, con nanorobots, nanorobots e nanorobots, que actuarán de forma similar ás macromoléculas de bioloxía molecular, a fabricación de materiais a medida, máis aló do que a química convencional ha podido ofrecer, cun menor consumo de materia, enerxía e menos residuos. A nanotecnoloxía será una das claves do desenvolvemento sustentable.

Parece que non hai un sector que non se beneficie da nanotecnoloxía. En electrónica disporemos de computadoras máis rápidas, dispositivos electrónicos máis pequenos e novos dispositivos de almacenamento de memoria; poderanse sensorizar edificios e vehículos; mellorarase o transporte, aumentando as prestacións dos combustibles e reducindo os consumos e as emisións de gases mediante o aligeramiento dos materiais; o medicamento tamén pode ter un efecto notable: teremos medicamentos máis selectivos, novas terapias e mellores ferramentas de diagnóstico.

Nanotecnoloxía XXI. Será sen dúbida uno dos motores do crecemento económico do século XX e un dos alicerces da sustentabilidade que condicionará o futuro da humanidade. Así, o Departamento de Industria, Comercio e Turismo do Goberno Vasco acaba de pór en marcha o proxecto nanoBasque, dentro do Plan de Ciencia, Tecnoloxía e Innovación 2010. NanoGUNE, centro de investigación cooperativa en nanociencias do País Vasco, inaugurado o pasado 30 de xaneiro, é o alicerce fundamental da iniciativa nanoBasque. O centro de investigación NanoGUNE naceu co obxectivo de realizar una investigación de excelencia mundial en nanociencia e nanotecnoloxía e de crear una sólida comunidade de coñecemento, transferir os resultados da investigación en nanociencia ao tecido industrial vasco e mellorar a competitividade do tecido industrial vasco, así como aumentar o crecemento económico de Euskal Herria. A día de hoxe, en nanoGUNE asociámonos ás áreas de investigación de nanomagnetismo, nanoóptica, auto-ensamblaje, nanobiotecnología e nanodispositivos.

Por último, direi que uno dos retos de nanoGUNE é a socialización do coñecemento científico. Neste sentido, xunto co Donostia International Physics Center, celebraremos do 28 ao 30 de setembro no Kursaal de San Sebastián o evento denominado AtombyAtom. Prestixiosos investigadores punteiros (tres Premios Nobel, entre outros) que desempeñaron e están a desempeñar un papel fundamental no nacemento e desenvolvemento da nanociencia, impartirán por tárdelas conferencias no ámbito da nanociencia e a nanotecnoloxía, dirixidas ao conxunto da sociedade. A estas sesións de tárdea poderán asistir todas as persoas inscritas en atombyatom.nanogune.eu.