En esa conferencia, aun cuando faltaban décadas para que fuera realmente posible, Feynman dijo: “Me gustaría describir un campo en el cual muy poco ha sido hecho hasta el momento, pero en el que, en principio, una gran cantidad de cosas pueden hacerse. (…) Más aún, lo más importante es que podría tener un gran número de aplicaciones técnicas. De lo que quiero hablar es del problema de manipular y controlar cosas en una pequeña escala”.
El físico hacía referencia por primera vez a la ciencia que consiste en manipular los átomos o moléculas de un elemento para cambiarlos de lugar y modificar su estructura, lo que altera las propiedades originales de ese elemento o incluso crea uno nuevo. La denominación formal de esta disciplina como “nanotecnología” —prefijo emparentado con el nanómetro, que es la millonésima parte de un milímetro, e indica la escala de la manipulación de la materia— llegó en la década del 70.
Pero fue recién en los 80 cuando lo que hasta entonces había sido una especulación teórica, pasó a ser un hecho realmente observable gracias a la invención del microscopio de efecto túnel, un instrumento que permitió tomar imágenes a nivel atómico y manipular las moléculas. Feynman, en su discurso de 1959, también había hablado de la necesidad de contar con ese dispositivo, que aún no existía.
Pasaron otras dos décadas y a fines del siglo XX las promesas de una revolución científica de la mano de la nanotecnología impulsaron millonarios programas para desarrollar las potencialidades de esa disciplina. Hoy, casi 20 años más tarde, esas promesas se cristalizan poco a poco en aplicaciones reales, de la mano de nuevos materiales que se utilizan en diferentes campos.
Algunos productos derivados de la nanotecnología se utilizan en problemas ambientales, para el tratamiento de aguas residuales y desechos, limpieza de suelos o reciclaje de sustancias. También existen nanomateriales que mejoran la producción y almacenamiento de energía, y otros que funcionan como aislantes térmicos con alta eficiencia. En la medicina se crearon nanotransportadores que, a través del torrente sanguíneo, llevan fármacos a lugares específicos del organismo para tratar enfermedades; o biosensores moleculares que permiten medir sustancias, reconocer y destruir células tumorales o reparar tejidos.
En la industria alimenticia se usan como estabilizadores, también en la detección de microorganismos patógenos o contaminantes, para potenciar las propiedades nutritivas o para mejorar las características organolépticas. En el área textil se crearon tejidos inteligentes que repelen el agua o las manchas, o controlan la temperatura de quien usa las prendas. El sector de la construcción también vio el nacimiento de nanomateriales más resistentes y livianos, y pinturas que repelen el polvo o la humedad.
En la electrónica permitió el desarrollo de componentes que aumentan la velocidad de procesamiento de computadores; en la agricultura derivó en el surgimiento de plaguicidas y fertilizantes no contaminantes y nanosensores para detectar niveles de agua o nitrógeno en el suelo; en la ganadería se usan nanochips para identificar animales, suministrar vacunas o detectar enfermedades; y en la cosmética se aplican a cremas antiarrugas y protectores solares con nanopartículas, entre muchas otras áreas y aplicaciones. Todo lo anterior ha sido fruto del trabajo de miles de científicos que en los últimos años se han dedicado a la nanotecnología.
En Uruguay desde hace alrededor de 10 años que esta disciplina tiene una pequeña pero activa comunidad de investigadores que trabaja con nanotecnología desde diferentes facultades, institutos de investigación o polos logísticos. La Universidad ORT Uruguay integra esa comunidad.
“La nanotecnología tiene un papel muy importante en nuestra universidad. No solo está incluida en la malla curricular de Ingeniería en Biotecnología, sino que también constituye un área de investigación con proyectos financiados y tesis de grado y postgrado”, plantea la Dra. Lorena Betancor, docente e investigadora del Laboratorio de Biotecnología.
Entre las actividades que desarrolla el laboratorio, a mediados de agosto organizó el curso “Avances en nanotecnología: ingeniería biomolecular y ciencia coloidal aplicada. Desde la biomedicina a los materiales fotónicos”. Si bien este título puede sonar un poco críptico, además de capacitar a estudiantes del último año de Ingeniería en Biotecnología y a investigadores, docentes y profesionales relacionados con áreas científicas, el curso buscó seguir fortaleciendo esa comunidad nacional e impulsar nuevos proyectos en áreas innovadoras.
Profesores visitantes de City University of New York
El curso, que contó con el apoyo de la Agencia Nacional de Investigación e Innovación (ANII), estuvo a cargo de profesores de City University of New York (CUNY): Rein Uljin, director del área de Nanociencias del Centro de Investigación para Ciencia Avanzada; Ilona Kretzschmar, catedrática del Departamento de Ingeniería Química; Adam Braunschweigh, profesor asociado en Centro de Investigación para Ciencia Avanzada; y Raymond Tu, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Química.
“El contacto con pares de centros de investigación de clase mundial nos permite estar en la frontera del conocimiento como docentes e investigadores. Una experiencia como esta amplía el espectro de opciones para los estudiantes que están por convertirse en profesionales. El curso permitió además cristalizar colaboraciones futuras, por ejemplo, estancias de investigación de nuestros alumnos en la CUNY con acceso a equipamiento inexistente o muy poco accesible en Uruguay”, señaló Betancor.
Para la investigadora, “hay además escasa oferta de cursos relacionados con nanotecnología de nivel de postgrado. Eso lentamente está cambiando, pero todavía es un debe de la academia en el país”.
Los expertos invitados forman parte del Centro de Investigación para Ciencia Avanzada de la CUNY, el cual está organizado en cinco áreas temáticas —Nanotecnología, Fotónica, Biología Estructural, Neurociencias y Ciencias Ambientales— que trabajan de manera interdisciplinaria para abordar desafíos sociales desde diferentes ángulos científicos.
“La próxima generación de estudiantes e investigadores en nanociencias necesitará interactuar con otras disciplinas científicas con el fin de generar impacto. El objetivo es pensar en forma sistémica, para crear una verdadera “cultura de investigación integrada”, acorde con la etapa en la que se encuentra ahora la nanotecnología”, opinó el Prof. Uljin.
Del dicho al hecho
Hoy la nanotecnología “está en un punto de transición”, en un pasaje desde las ideas y las promesas hacia las aplicaciones reales. “Los estudiantes se benefician con este cambio, pero deben evolucionar con la disciplina y entender qué impacto puede tener la nanotecnología en la vida”, planteó Uljin.
Para eso, opinan los docentes del curso, la clave está en la interdisciplinariedad. “Los actuales problemas de urbanización, energía y de salud son desafíos complejos que no puede resolver una persona”, señaló el académico. Para quienes están en el área de las nanociencias tiene sentido aprender no solo cómo trabajar con sus colegas de la misma disciplina sino también con ingenieros, biotecnólogos, físicos, entre otros, de manera de potenciar el impacto de sus investigaciones en los problemas reales de la sociedad.
Situación en Uruguay
Respecto al desarrollo de la nanotecnología en Uruguay, “el país se encuentra en una etapa inicial, pero no es tarde para ponerse a tiro”, expresó la Prof. Kretzschmar.
“Desde el principio, Estados Unidos abordó la nanotecnología pensando en el impacto ambiental y social, algo que no había pasado con otras tecnologías. Uruguay está en buena posición para unirse al ruedo porque puede aprovechar los estudios que ya se hicieron, en particular porque el país busca aplicar las soluciones de la nanotecnología en temas vinculados al ambiente. Esa es una gran oportunidad para Uruguay”, subrayó la experta.
“En Estados Unidos la investigación en nanotecnología está más enfocada en la biomedicina, pero por ejemplo en la agricultura, esta ciencia tiene mucho que ofrecer. Esa es un área que ahora se está desarrollando, igual que la nanotecnología en la industria alimentaria. Esas son dos grandes áreas de oportunidad para Uruguay”, agregó Uljin.
Para el Prof. Braunschweigh, el país también puede ahondar en la aplicación de la nanotecnología en la industria de la celulosa y en el área de las energías renovables. Pero primero, “la realidad es que debe haber una visión nacional”, destaca el científico. “Sobre todo en la etapa inicial debe haber un gran aporte del gobierno para que los estudiantes puedan formarse afuera y luego puedan volver al país para volcar sus conocimientos en la industria”, agregó.
El problema es que “si alguien está buscando una recompensa inmediata (de esa inversión), no la encontrará. Con el proyecto genoma humano hubo una inversión gigante del gobierno y en los primeros 30 años mucha gente creyó que era dinero malgastado. Pero ahora la medicina se ha transformado gracias a esa iniciativa. Lo mismo pasa con la nanotecnología. En Uruguay es necesario planificar a largo plazo, unos 10 o 20 años en el futuro”, sostuvo Braunschweigh.
Ampliar la escala
Mientras tanto, en el mundo desarrollado los expertos expresan que el desafío ahora es aumentar las aplicaciones de la nanotecnología a los problemas reales. “La cantidad de ideas que existen en enorme pero el número de aplicaciones comercializadas es aún pequeña”, señaló el Prof. Tu.
El investigador ve esto como una oportunidad para las actuales generaciones. “Los estudiantes están entusiasmados con esto e impulsan emprendimientos para comercializar ideas. Cuando terminan su doctorado se suman a grandes compañías para trabajar con la nanotecnología en aplicaciones reales”, relató.
El Prof. Kretzschmar señaló como otro aspecto positivo el aumento de la financiación para la fabricación de nanomateriales. “Hay muchas universidades que trabajan en conjunto con industrias y el gobierno tiene el gran papel de plantear un problema y preguntar cómo se puede solucionar. Antes quizás se enfocaba más en la investigación básica; ahora, en cambio, se busca ampliar la escala de aplicaciones”, agregó el investigador.