Ingeniería molecular: la transformación del espacio interior

Cuauhtémoc Valdiosera R.

H ACE APROXIMADAMENTE 40 años, científicos de diferentes partes del mundo iniciaron investigaciones enfocadas a descubrir un nuevo universo que ha existido siempre y del que poco se sabía. Ese nuevo universo está alrededor y dentro de nosotros, en el orden de lo que no podemos ver a simple vista, pero en el que desde entonces nos hemos interesado e investigado.

El concepto de ingeniería molecular engloba aquellos campos de la ciencia y la técnica en los que se estudian, manipulan y obtienen de manera controlada materiales, sustancias y dispositivos de reducidas dimensiones, en general inferiores a la micra, es decir, a escala nanométrica.

Al paso del tiempo, especialistas de diferentes disciplinas se introdujeron en la nanociencia y nanotecnología, con el fin de encontrar respuestas y soluciones a problemas que agobian a la humanidad, como sería el caso de enfermedades incurables -entre ellas el cáncer o la diabetes-, a través de la manipulación del ácido desoxirribonucleico (ADN).

Algunos ejemplos de aplicaciones de las distintas ramas de la nanotecnología son: sistemas de magnetorresistencia gigante para almacenamiento magnético de la información, dispositivos nanoelectrónicos, recubrimientos para mejora de técnicas de imagen, catalizadores nanoestructurados, biosensores y biodetectores, nanosistemas para administración de fármacos, cementos, pinturas especiales y cosméticos, entre otros.

La nanotecnología ha disparado la imaginación en cuanto a sus ilimitadas posibilidades, cayendo en el ámbito de la ciencia -casi ficción-, dando lugar a especulaciones sin fin y a un dimensionamiento absurdo de sus límites y alcances reales.

Cientos de libros de ciencia ficción han inundado el mercado editorial con todo tipo de tramas, donde el concepto nanotecnólogico ha sido manejado de manera irreal, creando una gran confusión sobre las verdaderas posibilidades de esta revolucionaria tecnología, la cual sin duda alguna cambiará para siempre nuestras vidas y formas de producción.

Al mismo tiempo, llamadas de alerta sobre sus riesgos ecológicos han creado sombras de duda acerca de su impacto en la salud y el medio ambiente.

Un informe del Instituto de Nanotecnología (institución británica parecida a la Iniciativa Nacional de Nanotecnología de Estados Unidos) sobre la nanotecnología en Europa hace un balance de aplicaciones que utilizan técnicas de ingeniería molecular y que ya están disponibles para el consumo o a punto de lanzarse al mercado.

Dichas aplicaciones incluyen: mejores técnicas fotovoltaicas para fuentes de energía renovable; materiales más ligeros y más fuertes para la defensa, las industrias aeronaútica y automotriz, y aplicaciones médicas; envolturas "inteligentes" para el mercado de alimentos, que dan a los productos una apariencia de frescura y calidad; tecnologías visuales que permiten pantallas mejores, más ligeras, finas y flexibles; las llamadas técnicas de diagnóstico lab-on-a-chip (literalmente laboratorio-en-un-micro(nano)chip; cremas de protección solar con nanopartículas que absorben los rayos UV; gafas y lentes con capas totalmente resistentes e imposibles de rayar, y aparatos tan diversos y comunes como impresoras, reproductores de CD, etcétera, cuyas versiones más modernas contienen componentes logrados mediante la nanotecnología.

Entre los productos adicionales, hoy disponibles, que se benefician de las características únicas de los nanomateriales, se incluyen: pinturas y capas a proteger contra corrosión, rasguños y radiación; herramientas para corte de metal; cosméticos; pelotas de tenis más duraderas; raquetas más fuertes y ligeras para jugar tenis; ropa y colchones antimanchas; vendas para quemaduras y heridas; tinta indeleble; convertidores catalíticos para automóvil, y complementos de camionetas.

La revista Forbes publica una lista de lo que considera los 10 mejores productos realizados con nanotecnología comercializados durante 2005. Entre los mejores nanoproductos, según la opinión de los expertos de Forbes y Lux Research, están los siguientes: hotbeds, producto fabricado con nanotecnología y utilizado para calentar pies, que se introduce en botas militares para lograr un alto nivel de calor y comodidad; colchón lavable, lanzado por Simmons Bedding Company, cuya nanotecnología aplicada permite atrapar sudor y humedad en una capa del colchón que luego se puede quitar con un cierre y lavar como cualquier prenda lavable; pelotas de golf, de NanoDynamics, capaces de reducir de forma dramática los giros y movimientos a los que puedan estar sujetas las pelotas durante un partido.

Además productos de belleza personalizados de Bionova, que son utilizados según la edad, profesión o estilo de vida de los clientes; vendas para quemaduras de Nucryst Pharmaceuticals, las cuales utilizan nanopartículas de plata, que matan las bacterias; desinfectantes para uso militar en aviones, barcos, submarinos y en muchas otras partes, que limpian y desinfectan sin tener efectos nocivos para los usuarios.

Nos hemos centrado aquí en unos cuantos productos en los que la nanotecnología es ya una realidad. Sin embargo, las aplicaciones a mediano y largo plazo son infinitas.

Los campos que están experimentando continuos avances son: energías alternativas, energía del hidrógeno, pilas (células) de combustible, dispositivos de ahorro energético; administración de medicamentos, especialmente para combatir el cáncer y otras enfermedades; computación cuántica, semiconductores, nuevos chips; seguridad, microsensores que se utilizan en la industria militar; aplicaciones industriales muy diversas: tejidos, deportes, materiales, automóviles, cosméticos, pinturas, construcción, alimentos envasados o pantallas planas, y en cuestiones aeroespaciales, con nuevos materiales, más resistentes y ligeros que el titanio.

En México y en este ámbito, el Instituto Mexicano del Petróleo (IMP) creó en 1999 el Programa de Ingeniería Molecular, con el propósito de desarrollar nuevas tecnologías o productos que requiere la industria petrolera, mediante la combinación de herramientas y disciplinas, tanto teóricas como experimentales. El estudio relacionado con lo nanométrico (la milmillonésima parte de un metro) está presente en muchas de las investigaciones que se llevan a cabo en el IMP.

Entre las áreas de investigación en las que ha incursionado destacan las de tecnología de materiales, física de muchos cuerpos, termodinámica de altas presiones, termofísica y simulación cuántica, química combinatoria y supramolecular, entre otras.

A escasos cuatro años de iniciar actividades, el Programa de Ingeniería Molecular es toda una realidad, no únicamente en el propio instituto, sino en el país, señaló el doctor Marcelo Lozada y Cassou, coordinador del programa, quien aseguró que la combinación de tecnología de punta y trabajo de experimentados científicos ha permitido la obtención de resultados concretos.

"Estamos desarrollando tecnología molecular y definitivamente en nuestro país estamos a la vanguardia", enfatizó al hacer un recuento de sus actividades, y agregó que "la ventaja que tenemos sobre otras instituciones es clara, pues contamos con la cultura de buscar el negocio y desarrollar tecnología que nadie tiene. Los resultados ya están a la vista".

El año pasado el Programa de Ingeniería Molecular, junto con la Academia Mexicana de Ingeniería Molecular, promovió la primera conferencia sobre el tema y la respuesta fue excelente, pues se contó con la participación de destacados científicos de diferentes partes del mundo. Al respecto, fueron publicados una cantidad considerable de artículos técnicos especializados en dos números de la revista Molecular Physics.

Todo lo anterior nos demuestra que la ingeniería molecular, es hoy por hoy ya una nueva revolución industrial y sus aplicaciones crecen día con día y son el fruto de una verdadera transformación del espacio interior en una especie de nueva alquimia que está transformando rápidamente a nuestra sociedad.

Así la ingeniería molecular al nivel nanotecnológico ya no es sólo una promesa del futuro.