Resulta increíble,
incluso para la propia comunidad científica, ver el avance de nuestro
conocimiento y control del mundo atómico. En la actualidad, somos capaces de
manejar unos pocos átomos para observar sus movimientos o seguir la trayectoria
de un nanorrobot y observar como elimina depósitos de grasa adheridos a las
paredes de una vena. Estos avances son fruto de la denominada Nanotecnología,
una rama interdisciplinar de la Ciencia, cada día más presente en nuestra vida
diaria.
El término nano, proviene de la palabra griega que significa enano. Esta
disciplina científica se ocupa del estudio de objetos cuyas dimensiones son del
orden de la millonésima de milímetros, es decir, diez mil veces más pequeño que
el grosor de un cabello humano. Sin lugar a dudas, durante el siglo XXI uno de
los protagonistas del desarrollo científico va a ser el desarrollo de los
nanomateriales. Y no solo en el campo de las telecomunicaciones también
presentarán un papel determinante en la medicina.
En estructuras inferiores a 0.1 mm, los electrones de los átomos presentan dos importantes propiedades:
A.
Efecto Confinamiento: Los electrones
se encuentran especialmente compactados.
B.
Efecto Túnel: Los electrones son
capaces de evitar barreras energéticas que de otra forma detendrían su
movimiento.
Estos dos efectos son utilizados
por los átomos para organizarse en racimos (técnicamente denominados nanoclusters)
de unos cuantos de cientos de miles o millones de unidades. Aunque el número
parece muy grande no hay que olvidar que estamos hablando de átomos, algo muy,
muy, muy pequeño). La mayoría de los átomos que forman la Tabla Periódica,
incluidos los inertes Gases Nobles, forman este tipo de estructuras. Las propiedades electrónicas de
los nanoclusters
son algo nuevo, una situación intermedia entre los dos estados conocidos:
Átomos Aislados y Sólidos Cristalinos. El hecho más trascendental es que las
propiedades de todos los elementos en estas circunstancias son completamente
nuevas, dependiendo además del tamaño del nanocluster. Esta dependencia entre
las propiedades y el tamaño sugiere que la manipulación adecuada de los mismos
ofrece la posibilidad de obtener materiales de características ópticas, magnéticas,
electrónicas, etc. completamente desconocidas hasta el momento.
Todo esto se traduce en la
creación de nuevas líneas de investigación orientadas hacia la Nanociencia
tanto en el campo teórico como en el práctico. El aumento de la
capacidad de memoria de nuestros ordenadores, la velocidad en el procesamiento
de datos, la disminución del tamaño o el intercambio de información son hechos
posibles gracias al conocimiento de las nanoestructuras de conductores y
semiconductores.
Un ejemplo de nanomateriales son los
Nanotubos de Carbono. Estas estructuras están formadas por un “enrejado” de
átomos de carbono que forman tubos de unos pocos nanotubos de diámetro. Estas
estructuras son cien veces más resistentes que el acero y seis veces menos
densos. Además, conducen la electricidad mejor que el cobre.
Los nanotubos se
descubrieron a partir de una nueva forma del carbono que es una “jaula”
esférica constituida por 60 átomos de carbono, C60, que
forman 20 hexágonos y 12 pentágonos adosados regularmente por sus caras, dando
lugar a una superficie idéntica a la de un balón de fútbol. A sus descubridores
(Harold
Kroto, Robert Curl y Richard Smalley ) les recordó la
estructura conocida como cúpula geodésica, inventada años atrás por el
innovador filósofo y arquitecto norteamericano R. Buckminster Fuller.
El nombre oficial de este C60 es, por tanto, buckminsterfullereno,
pero los químicos prefieren nombrar a las moléculas C60, buckyballs.
Actualmente se sabe que ésta es tan solo un de los miembros de una familia
numerosa de jaulas de átomos de carbono conocidas genéricamente como fullerenos.
Algunos fullerenos contienen menos de 60 átomos de carbono, y otros un
número muy superior que puede alcanzar al C960, que son moléculas
alargadas en forma de tubo conocidas como nanotubos de carbono.
También la Nanociencia está presente en la Medicina. El estudio biológico y sus aplicaciones médicas es uno de los campos que más interés y expectativas está creando para la solución de enfermedades a nivel molecular.
La Nanociencia en España tiene nombres femeninos. Algunos ejemplos:
Más información: MONTSERRAT CALLEJA
María Vallet Regí: Doctora en Ciencias Químicas es un referente a nivel mundial en Ciencia de los Materiales. Entre sus líneas de investigación destaca la creación de nanopartículas para terapia antitumoral liderando un grupo de investigación sobre biomateriales inteligentes.
Más información: MARÍA VALLET REGÍ
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| R. Buckminster Fuller y su cúpula geodésica fueron el origen del nombre Buckyballs |
