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NOTICIAS SOBRE NANOTECNOLOGÍAS El átomo: viejas ideas y nuevas realidades Nuestro mundo material está compuesto de átomos. Ésta era la tesis que el filósofo griego Demócrito sostenía hace ya más de 2.400 años. Los griegos modernos le han mostrado su agradecimiento estampando su efigie en las monedas de 10 dracmas, que están extendidas, aunque no tanto como los átomos. Una sola gota de agua contiene alrededor de 1.000.000.000.000.000.000. 000 de átomos, ya que estos son minúsculos: su tamaño sólo es de un décimo de un nanómetro, y un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro.

El espíritu de Demócrito planea sobre el universo nanométrico, un mar de posibilidades infinitas Algunos siglos más tarde, el escritor romano Lucrecio compuso un poema sobre los átomos: “El universo consiste en un espacio infinito y un número infinito de partículas irreducibles, los átomos, cuya variedad es también infinita… Los átomos varían sólo en la forma, el tamaño y el peso; son impenetrablemente duros e inalterables, son el límite de la divisibilidad física… ” Todo eso estaba muy bien, pero no dejaba de ser pura teoría. Durante mucho tiempo, no se prestó más atención a la cuestión. En el siglo XVII, Johannes Kepler, el famoso astrónomo, estudió los copos de nieve y publicó sus ideas en 1611: la forma regular de los copos sólo podía deberse a la unión de bloques simples e idénticos. La idea del átomo se puso de nuevo en primer plano.

Amedeo Avogadro (1776-1856), profesor de Física en Turín, fue el primer hombre que consiguió contar las gotas de agua. La relación entre el diámetro de un átomo de magnesio y el de una bola de tenis es la misma que entre una bola de tenis y la Tierra. ¡Quién lo diría cuando uno se toma una pastilla La estructura de las nanomáquinas biológicas como el ribosoma pueden ser descifradas cristalográficamente por Ada Yonath, DESY Hamburg

El profesor Berndt de Kiel ha utilizado átomos de manganeso para reproducir el logo de la Universidad Christian-Albrechts.

La nanotecnología en la naturaleza Los nanotecnólogos le tienen mucho cariño a la naturaleza viva. En los cuatro mil millones años de su existencia, la naturaleza ha encontrado algunas soluciones sorprendentes a sus problemas. Por ejemplo, una característica frecuente es que la materia viva se estructura al nivel de detalle más fino, hasta el nivel del átomo. Eso es precisamente lo que también quieren hacer los nanotecnólogos.

La flor de loto limpia sus hojas con la ayuda del denominado efecto de loto. El Efecto Loto Las superficies superhidrofóbicas, que han existido desde hace cientos de millones de años, vuelven ahora a estar de moda gracias a la Nanotecnología y al Efecto Loto. Hace ya tiempo que se conocía que las hojas de Loto, una planta acuática de origen asiático, no se mojan. Como consecuencia de ello, el agua de lluvia adopta la forma de gotas esféricas al entrar en contacto con la superficie de sus hojas, lo cual le permite deslizarse libremente llevándose consigo toda suciedad y manteniendo la hoja limpia y seca, como así también libre de colonias bacterianas, a pesar de vivir en aguas contaminadas. Este efecto de “auto-limpieza”, denominado efecto Loto, se encuentra también en otras especies de plantas como el Taro y el Irupé, aves e insectos.

Para explicar el comportamiento superhidrofóbico de las hojas de Loto, los biólogos tuvieron que estudiar la composición química y la topografía de las mismas. Básicamente, encontraron que las hojas tenían dos niveles de estructuras que explicaban este comportamiento: un nivel microestructurado (del tamaño de micras o milésimas de milímetro) consistente en bultos superficiales y un nivel nanoestructurando (del orden de la millonésima de milímetro) formado por pequeños pelos. Ambos sistemas se hallan constituidos por un revestimiento ceroso, lo que en conjunto hace que la superficie de una hoja de Loto repela el agua y no llegue a mojarse (superficies superhidrofóbicas).

Gotitas de agua en una hoja de berro, visualizadas con la ayuda del microscopio electrónico de barrido ambiental (ESEM) de la Universidad de Basil. El berro mantiene sus hojas limpias con la ayuda del efecto de loto. El microscopio electrónico de barrido ambiental ESEM muestra cómo las gotitas de agua se escurren de la superficie de la hoja. Eso se debe a la superficie vellosa de las hojas que hace que se formen gotas, que se deslizan a alta velocidad llevándose con ellas la suciedad. El efecto de loto, investigado ampliamente por el profesor Barthlott y sus colaboradores de la Universidad de Bonn, se ha utilizado ya en una gama de productos, como pinturas de exterior sobre las que el agua se desliza arrancando la suciedad. La cerámica sanitaria que utiliza el efecto de loto es muy fácil de mantener limpia. Las hojas de las plantas también hacen uso de otros tipos de nanotecnología. Su sistema de regulación del agua está controlado a menudo por forisomas, músculos de tamaño microscópico, que abren canales en el sistema capilar de la planta, o los bloquean si ésta se lesiona. Actualmente, tres institutos Fraunhofer y la Universidad de Giessen están intentando aprovechar estas características de los músculos de las plantas para aplicaciones técnicas, como motores lineares microscópicos, quizás para un Laboratorio-en-un-chip. Otra de las tecnologías más refinadas a escala atómica es el proceso de fotosíntesis, que capta la energía necesaria para la vida en la tierra. El proceso se realiza a nivel de cada átomo. Quien pueda copiar este proceso mediante la nanotecnología tendrá energía ilimitada eternamente.

Nanotecnología en el techo:la salamanquesa Las salamanquesas pueden desplazarse por cualquier pared, correr cabeza abajo por el techo e incluso colgar de una sola pata. Eso se hace, naturalmente, con la ayuda de la nanotecnología. El pie de la salamanquesa está cubierto de pelos muy finos, que son tan adaptables que pueden acercarse a algunos nanómetros de la superficie cubriendo zonas muy amplias. De esta manera entra en acción el llamado enlace Van-der-Waals y, a pesar de que en realidad es muy débil, sostiene el peso de la salamanquesa debido a millones de puntos de adherencia. Los enlaces pueden romperse fácilmente mediante un procedimiento de “pelado”, de la misma manera que se retira una tira de cinta adhesiva, permitiendo que la salamanquesa corra a lo largo del techo. Los especialistas en materiales están ya ilusionados con la posibilidad de producir “salamanquesina” sintética.

Primer plano de la pata de una mosca Los escarabajos, las moscas, las arañas y las salamanquesas han revelado parte de los secretos de su capacidad de aferrarse a las paredes se adhieren mediante pelos minúsculos que forman un enlace Van-der-Waals con la superficie. Cuanto más pesado es el animal, más finos y numerosos son los pelos La vida existe porque sus componentes se mantienen unidos por métodos complejos de adherencia de tipo nanotecnológico. Lo vemos, por ejemplo, en las lesiones, como una picadura de mosquito: la picadura se vuelve roja porque se cubre de minúsculos vasos sanguíneos a través de los cuales fluyen enjambres de leucocitos. Las células de la zona de la picadura segregan una feromona. Según su concentración, las células de las paredes de los vasos sanguíneos y los leucocitos segregan moléculas adhesivas que retrasan la circulación de los leucocitos a lo largo de las paredes de los vasos sanguíneos debido a este efecto adhesivo. Al nivel máximo de feromona, los leucocitos se adhieren firmemente; entonces otras moléculas adhesivas llevan estos corpúsculos de sangre a través de la pared del vaso al punto de la picadura, donde atacan a cualquier intruso: el arte de la adherencia llevado a la perfección. Ahora se están investigando imitaciones nanotecnológicas de este proceso denominadas “enlace a voluntad” (“bonding on command”).

Los mejillones, artistas de la adherencia El mejillón común, como el que nos sirven con verduras en el restaurante, es un maestro en el arte de la adherencia gracias a la nanotecnología. Cuando quiere aferrarse a una roca, abre su concha y saca el pie apoyándolo en la roca, lo arquea para formar una ventosa y, a través de minúsculos canales, inyecta en la zona de baja presión una corriente de gotitas adhesivas, micelas, que estallan liberando un potente pegamento subacuático. Éste crea inmediatamente una espuma que forma un pequeño cojín. El mejillón entonces se ancla a este amortiguador con filamentos bísales elásticos, soportando así el zarandeo de las olas. Mejillón con filamentos bisales y pie. El Instituto Fraunhofer IFAM de Bremen está investigando los adhesivos modificados de mejillón, con los cuales espera hacer irrompible en los lavaplatos incluso la porcelana más fina. El grupo de trabajo de “nuevos materiales y biomateriales” de Rostock y Greifswald también está trabajando en este campo.

La biomineralización Los mejillones son capaces de mucho más. Su nácar consiste en innumerables cristales minúsculos de piedra caliza del tipo aragonita, que separados serían muy frágiles. En el mejillón, sin embargo, se mantienen unidos por proteínas muy elásticas en forma de tornillo. Un tres por ciento en peso de proteína basta para hacer la concha del abalón u oreja de mar tres mil veces más dura que un cristal puro de calcita. Los erizos de mar también utilizan esta técnica para reforzar sus pinchos de 30cm de longitud de modo que resistan el embate de las olas. Explorando los límites de la naturaleza La nanotecnología se basa en la naturaleza en estado puro; sin embargo, las posibilidades de la materia viva son limitadas, por ejemplo, no soporta altas temperaturas, como la cerámica o los conductores metálicos. En cambio, las tecnologías modernas permiten crear condiciones artificiales extremas – de pureza, frío o vacío – en las cuales la materia revela algunas propiedades sorprendentes, como, por ejemplo, los efectos cuánticos, que parecen a veces estar en total contradicción con las leyes que rigen nuestra vida cotidiana. De esta manera, las partículas del nanocosmos pueden mostrar a veces las propiedades de las ondas: un átomo, que es, al parecer, una entidad “sólida”, puede pasar al mismo tiempo a través de dos rendijas, como una onda, y aparecer luego entero al otro lado. Las partículas adquieren propiedades completamente nuevas cuando su tamaño se acerca a un nanómetro. Los metales se convierten en semiconductores o aisladores. Algunas sustancias, como el telururo de cadmio (CdTe), son fluorescentes en el nanocosmos en todos los colores del arco iris, mientras que otras convierten la luz en electricidad.

Cuando las partículas se hacen nanoscópicamente pequeñas, la proporción de átomos en la superficie aumenta considerablemente. Sin embargo, los átomos de la superficie con frecuencia tienen propiedades distintas de los del centro de la partícula, y generalmente reaccionan más fácilmente. El oro, por ejemplo, se convierte en un buen catalizador para pilas de combustible a escala nanométrica. Nanotecnología Para la sociedad El mundo en red: la nanoelectrónica ¡Paso a la nanotecnología! Los próximos años La tecnología de transistores utilizada hoy en los procesadores de los ordenador se llama CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) y se desarrolló, entre otras cosas, para los primeros relojes de pulsera electrónicos, porque consumía mucha menos electricidad que los sistemas antecesores. Desde los años 70, los expertos repiten una y otra vez que la tecnología alcanzará sus límites en el plazo de 10 a 15 años. Es cierto que esta vez la industria electrónica tiene una razón de peso para admitir que se ha roto la tendencia a la continua miniaturización de sus componentes: en el avance en el conocimiento del los elementos constituyentes de la materia, es decir su estructura atómica, se van haciendo visibles. Las envolturas electrónicas de los átomos son, sin embargo, los componentes más pequeños que pueden unirse en condiciones normales para formar estructuras técnicas duraderas. Por tanto, nos encontramos ante un límite fundamental a la vista: un circuito no puede ser más delgado que un átomo. La tecnología CMOS está ya desde hace tiempo sujeta a límites, a veces muy curiosos. Los circuitos que conectan los transistores de un microprocesador son ya tan finos que los átomos de aluminio serían inestables en tal aplicación ya que serían arrastrados por el flujo de electrones como los guijarros en un torrente, fenómeno que los especialistas denominan “electromigración”. La respuesta a este problema son Los circuitos de cobre, que son incluso mejores conductores y aceleran el flujo de señales en un chip. Actualmente los circuitos se han juntado de tal manera que se crea una capacidad perceptible, como en un condensador. Si no se tuviera en cuenta este efecto en el diseño del chip, éste podría desincronizarse. Algunos componentes de transistores de chips se están reduciendo poco a poco a un tamaño de menos de 20 nanómetros, con lo cual nos situamos en el ámbito de la teoría cuántica, donde empieza a entrar en juego el efecto de túnel. Este efecto consiste en que se producen corrientes en los transistores más grandes donde no debería haber corriente alguna, porque en el sistema de puertas electrónicas se dan fugas. Aunque las corrientes sean minúsculas, al haber millones de transistores, se producen considerables pérdidas y el procesador se calienta. Además, estas cargas erráticas causan errores lógicos, que pueden ser fatales.En las estructuras muy finas, el carácter ondulatorio del electrón, descrito por la teoría cuántica, empieza a hacerse visible. Muchos científicos ven esta situación como una oportunidad de desarrollar un tipo completamente nuevo de electrónica: podría producirse un ordenador cuántico que abriría un universo matemático totalmente nuevo.

Nanotecnología en la vida cotidiana del futuro Para que la nanotecnología entre a formar parte de nuestra vida cotidiana, nada externo debe cambiar radicalmente. A la gente le seguirá gustando sentarse en la terraza de un café,incluso más que ahora, si cabe, porque al rugido de los motores de combustión interna sucederá un zumbido y un siseo discretos, como el de las mamparas de la nave espacial Enterprise cuando se cierran. El hedor de la gasolina quemada habrá sido sustituido por un olorcillo ocasional, apenas perceptible, de metanol, el carburante de las pilas de combustible. El servicio será muy rápido: la introducción del pedido en la carta electrónica pondrá en movimiento directamente la cocina. La factura se pagará de manera muy simple: tocando con una tarjeta de pago el símbolo euro impreso en un ángulo de la carta. Las propinas aún se darán en metálico porque el tintineo suena muy bien, pero las monedas serán mucho más higiénicas porque estarán recubiertas de nanopartículas antibacterianas. Las ventanas de los cafés se habrán convertido en algo muy costoso porque cumplirán muchas funciones, con lo cual resultará que, al final, saldrán baratas ya que serán resistentes a la suciedad y al rayado, se oscurecerán cuando haya demasiada luz, convertirán automáticamente la luz en electricidad y se transformarán en una gigantesca pantalla cuando haga falta (¡será divertido sentarse en un café o delante de él con otra gente para ver el campeonato del mundo). Con la nanoelectrónica madura son concebibles dispositivos de una elegancia seductora, como un auténtico PDA (ayudante digital personal) en un formato de tarjeta de crédito (no es porque no pueda fabricarse en un tamaño más pequeño, por supuesto, sino porque las manos humanas necesitan algo manejable). El aparato podría ser un monolito negro mate sin estructuras reconocibles, su superficie negra recogería la luz solar y la convertiría en electricidad; sería a prueba de rasguños y estaría cubierto con una capa finísima de diamante, debajo de las nanopartículas de las nanosoluciones son fluorescentes a la luz ultravioleta, pero, por lo demás, completamente invisibles. Bien distribuidas en líquidos, pueden aplicarse con la tecnología de impresión de chorro de tinta, sin cambiar el diseño o la función del objeto marcado. De esta manera los nanopigmentos pueden utilizarse para la protección contra la falsificación

“Vidrio fotocrónico”: la transparencia de estos tipos de cristal es electrónicamente controlable y puede utilizarse para la climatización de la oficina del mañana. El teclado virtual: al tocar una tecla proyectada el sistema la reconoce e interpreta que se ha tocado una tecla real.

La nanotecnología aplicada al automóvil Hoy en día pueden hacerse parabrisas resistentes al rayado con recubrimientos a base de partículas duras nanométricas producidas mediante las técnicas de sol-gel. Estos recubrimientos son completamente transparentes porque las nanopartículas son tan pequeñas que no dispersan la luz. El principio se aplica ya a las gafas, aunque todavía no se ha perfeccionado. A la capa de recubrimiento podría dársele una estructura de hoja de loto que facilita el auto limpiado de la suciedad. Los parabrisas con recubrimientos de nanopartículas podrían también ayudar a la climatización del coche reflejando la radiación térmica y luminosa en mayor o menor medida mediante un control electrónico. Aplicada a las oficinas, esta tecnología contribuiría a ahorrar enormes cantidades de energía. La iluminación necesaria en los coche se genera hoy ya en buena medida a base de nanotecnología: como todo diodo emisor de luz (LED), los diodos de alto rendimiento para luces de freno cuentan con sistemas de capa nanométricos muy precisos que convierten la electricidad en luz con gran eficacia. Otro ventaja es que los LED convierten la electricidad en luz visible al ojo humano casi inmediatamente, mientras que las luces de freno convencionales con bombillas necesitan un poco más de tiempo. La diferencia puede significar varios metros de distancia de frenado de más o de menos. La luminosidad de los LED es tan grande actualmente que, agrupados, pueden servir para las luces de cruce.

Los actuales sistemas Inyectores para vehículos Diesel. Los sistemas futuros irán equipados con capas de protección contra el desgaste semejantes al diamante de sólo algunas decenas de nanómetros.

Sistemas de equilibrio compuestos de silicio: sensor de velocidad de rotación para la estabilización de vehículos. Derecha: La electrónica al servicio de la seguridad en el vehículo: de aceleración para un airbag delantero. Inyectores para vehículos Diesel. Los sistemas futuros irán equipados con capas de protección contra el desgaste semejantes al diamante de sólo algunas decenas de nanómetros. La pintura podría también diseñarse nanotecnológicamente de manera que actuase como un conjunto de células solares (una opción que todavía no se ha desarrollado). La corriente así generada se utilizaría para recargar la batería cuando se aparca el vehículo, cosa que ya se puede hacer con las células solares convencionales, o para mantener el interior fresco utilizando una bomba de extracción de calor. La bomba podría a su vez consistir en un sistema de capas semiconductoras de tipo nanotecnológico sin ninguna parte móvil. Si se hace al revés y el considerable calor residual del motor de combustión se hace pasar por este semiconductor, este calor se convierte de nuevo en electricidad (véase también “Termoeléctrica” en “La energía y el medio ambiente”.

Las pilas de combustible (véase la p. 33)convertirán el automóvil en un medio de transporte no contaminante. Si el combustible de hidrógeno también se obtiene de fuentes de energía renovables, este sistema de alimentación eléctrica será enormemente respetuoso del medio ambiente.

Derecha: La electrónica al servicio de la seguridad en el vehículo: Sensor de aceleración para un airbag delantero. Oro contra el mal olor Los catalizadores a base de nanopartículas de oro también se están probando actualmente para combatir los malos olores. En pequeños sistemas de aire acondicionado como los de los coches, pueden evitar los olores producidos por las bacterias del sistema. En Japón estos sistemas están ya en servicio en los retretes. Nanotecnología en la gasolinera Los conductores pueden encontrar ya esta tecnología de microsistemas en las gasolineras de las autopistas. Los orinales de los lavabos más avanzados están equipados con sensores que señalan cualquier aumento de temperatura a un sistema electrónico, lo cual provoca una descarga de la cisterna. La corriente eléctrica requerida la suministra una miniturbina movida por el chorro de agua de la descarga. A diferencia de los dispositivos con sensores infrarrojos, este sistema no puede bloquearse con un simple chicle. Los orinales nanotecnológicos funcionan, de una manera más simple y, a la vez, más compleja que los aparatos con sensores infrarrojos. Gracias al efecto de loto en las paredes del orinal, el líquido se escurre fácilmente, luego se filtra a través de una capa fluida anti-olor y desaparece, se supone, sin dejar ningún rastro; aunque, habrá que ver en la práctica hasta qué punto es así. Naturalmente, esta tecnología también es adecuada para las viviendas. ALIMENTACION Consecuencias de un desayuno en el 2020: ¿Hay más café? Por supuesto. ¿Y zumo de naranja? Naturalmente. Pero podría haber algo muy especial en el envase, como una “lengua electrónica” en su interior, que probase el zumo para comprobar que no se haya estropeado. Oun sensor en el exterior, que determinaría cualquier posible falta de calcio u de otra sustancia a partir del sudor de los dedos que sostienen el envase, falta que podría tratarse mediante “comida funcional”: O un queso de cabra convencional la etiqueta OLED (diodo orgánico emisor de luz) del envase recomendaría el más indicado. El espejo del cuarto de baño puede estar equipado con tecnología nanoelectrónica, de manera que dé al usuario la información que se le pida, aunque, probablemente, se mostraría bastante reservado sobre el zumo de naranja, porque está azucarado, y ya se sabe que el azúcar provoca caries. Otra aplicación de la nanotecnología al cuarto de baño: una crema dental (ya disponible) que contiene partículas natural de los dientes, que ayuda a repararlos. Existe también ya una crema de día que contiene nano partículas de óxido de zinc para combatir las radiaciones ultravioleta dañinas. Al ser nano partículas, son completamente invisibles, por eso la crema no es blanca, sino completamente transparente. SALUD Espías en la yema del dedo Con la nanotecnología, la nanoelectrónica y la tecnología de microsistemas se obtendrán aparatos de análisis complejos que serán asequibles para los particulares. En adelante, bastará con un pinchazo minúsculo en el dedo para hacerse un análisis de sangre. ¿Está bien el nivel de colesterol? ¿Se sitúa el nivel de azúcar dentro de lo normal? Los resultados se enviarían por correo electrónico al centro nano médico más cercano, al que podría pedirse un análisis más exacto y donde, si es necesario, podría prepararse una medicación completamente individual en micro-reactores. En el cuerpo, la medicación transportaría nanopartículas recubiertas de tal manera que únicamente actuasen contra el foco de la enfermedad, consiguiendo así una precisión total en la administración del medicamento. Los médicos siguen este tema con gran interés. Partículas magnéticas para la terapia del cáncer Con trucos similares pueden dirigirse también partículas magnéticas de tamaño nanoscópico a los focos cancerosos, que luego se calentarían mediante un campo electromagnético alterno destruyendo así el tumor. Las nanopartículas son también capaces de traspasar el filtro denominado “barrera sangre-cerebro”, por lo cual pueden emplearse contra los tumores cerebrales. Esta técnica, denominada hipertermia mediante fluido magnético Neuroprótesis Actualmente se está probando una aplicación muy exigente de las tecnologías de microsistemas y la nanotecnología, el injerto de retina adaptativo. Esta técnica tiene por objeto recuperar la visión parcial en casos de ceguera causados por la retinitis pigmentosa. Asistencia a domicilio Una mejor nutrición y una asistencia médica cada vez más completa están prologando la longevidad de la población. Sin embargo, esta evolución, muy deseable en sí misma, tiene también sus desventajas puesto que cada vez habrá más gente que necesitará algún tipo de ayuda. La nanoelectrónica puede aportar esta ayuda, para ello se están estudiando ideas como sensores y miniordenadores entretejidos en la ropa que permitirían la supervisión continua del estado de salud de las personas mayores (pulso, respiración y metabolismo). Si hay un problema, un aparato, denominado “MediVest”, informa automáticamente al médico de cabecera o a la familia. También puede localizarse al paciente mediante un módulo GPS o Galileo (Galileo es el futuro sistema europeo de localización), igualmente integrado. Enfermeras automáticas La “ vieja Europa” todavía tiene una actitud bastante reservada respecto a la asistencia mediante máquinas; en cambio, en Japón los robots móviles se están acercando a la etapa industrial de producción en serie. Es muy posible que esto permita desarrollar sistemas automáticos de asistencia para nuestra vida cotidiana; en todo caso, se está trabajando en ello. La robótica podrá incorporar sin ningún problema el constante aumento del rendimiento de la capacidad de computación de la nanoelectrónica. Energía y medio ambiente En Europa, alrededor del 10 por ciento de la corriente eléctrica producida se utiliza para la iluminación. Los LED (diodos emisores de luz) pueden producir actualmente luz blanca y, por eso, pueden sustituir a la tecnología convencional. Esta sustitución daría lugar a un ahorro considerable, porque estos diodos sólo necesitan alrededor del 50 por ciento de la energía que consume una bombilla normal para producir la misma cantidad de luz. La Agencia Federal del Medio Ambiente alemana (Umweltbundsamt) ha calculado que, en el sector de la iluminación, existe un potencial de ahorro de energía del 77%. En los hogares europeos hay millones de televisores de tubos de rayos catódico que pronto serán sustituidos por aparatos con la tecnología LCD (pantalla de cristal líquido) y, a más largo plazo, también la tecnología OLED (diodo orgánico emisor de luz). Ambas tecnologías tienen un potencial de reducción del consumo de del 90 por ciento. Los LED y los OLED se producen con la ayuda de la nanotecnología. Si millones de hogares ahorran algunos kilovatios cada uno, nel resultado se mide en gigavatios: la capacidad de varias centrales eléctricas. Las prestaciones de las pilas de combustible pueden regularse rápidamente y fácilmente. Se están utilizando ya en las viviendas los primeros calentadores de gas natural equipados con pilas de combustible, que generan tanto el calor como la electricidad de manera regulable. Cuando estos calentadores estén instalados en millones de hogares, podrán combinarse a través de la red eléctrica e Internet constituyendo así centrales eléctricas virtuales con una capacidad máxima teórica de centenares de gigavatios. A largo plazo, el gas natural podría sustituirse por hidrógeno obtenido de fuentes renovables. La nanotecnología puede contribuir a estos avances con nuevos materialesy catalizadores. Las membranas cerámicas con poros nanoscópicos son cada vez más importantes en el tratamiento de líquidos y también para el suministro de agua potable. Con estas membranas pueden filtrarse las bacterias y los virus de manera muy simple. La nanotecnología convertirá la energía solar en lucrativa. Los semiconductores de indio, galio y nitrógeno han demostrado ya que permiten construir células solares con una eficiencia del 50%. Sin embargo, la eficiencia es sólo un criterio, la nanotecnología también permitirá abaratar de manera drástica el coste de los colectores de luz mediante la tecnología de capa fina o de partículas. Las muestras de laboratorio de películas de célula solar, producidas con técnicas de capa similares a las utilizadas para los LED y OLED, ofrecen a un rendimiento de 100 vatios por 30 gramos de material. Esta radical disminución del consumo de materias primas en la producción energética la ha conseguido en Leipzig la empresa Solario Nanotecnología para el deporte y el ocio En junio de 1979, Bryan Allen atravesó el Canal de La Mancha pedaleando un planeador, el Gossamer Albatros, y ganó las £ 100.000 del Premio Kremer. Los nuevos materiales habían permitido al constructor del aparato, Paul MacCready, construir la ligerísima estructura del Gossarmer Albatros. En 1981, se logró también hacer un vuelo de larga distancia impulsado sólo por energía solar, aunque el avión, el Solar Challenger, fuera terriblemente frágil. Un premio que da alas a la innovación: Al principio de los años 90, en memoria del infortunado pionero de la aviación Albrecht Ludwig Berblinger (“el sastre de Ulm ”), el ayuntamiento de Ulm organizó un concurso para desarrollar un avión solar de tipo práctico. En julio de 1996, se alzó claramente con el premio el planeador de motor Ícaro II, construido por la Universidad de Stuttgart. La NASA ha diseñado como sustituto de los satélites un avión solar experimental, el HELIOS, que vuela durante el día mediante la energía solar y por la noche gracias a un conjunto “recargable” de pilas de combustible. La altitud máxima alcanzada ha sido de casi 30.000 metros. En 2003, se reunieron en Suiza expertos en termodinámica, aerodinámica, sistemas eléctricos, materiales compuestos, energía fotovoltaica, conversión de energía y simulación por ordenador campos todos ellos en los que se aplica la nanotecnología — a fin de discutir un proyecto destinado a lograr el despegue de las nuevas tecnologías para asegurar un futuro compatible con el medio ambiente, despegue en el sentido literal de la palabra: aproximadamente para el 2009, este ambicioso proyecto aspira a llevar a Bertrand Piccard y Brian Jones, que ya dieron una vuelta al mundo en globo en 1999, de nuevo alrededor de la Tierra, ¡pero esta vez en un avión propulsado únicamente por energía solar y sin paradas.

Yate con pilas de combustible de MTU, Friedrichshafen, Lago Constanza. La nanotecnología puede ayudar a estos veleros a combinar la eficiencia con la elegancia. Otra idea plausible son las velas hechas de células solares textiles flexibles, aunque, en este caso, el material tendría que ser oscuro. Oportunidades y riesgos El potencial de la nanotecnología para hacer el bien o, al menos, para obtener beneficios es sin duda inmenso. Debido a las innovaciones en muchas campos de aplicación, se piensa que esta tecnología tiene un potencial comercial enorme. Existen ya varios centenares de empresas en Europa que se dedican a aplicaciones comerciales de la nanotecnología, dando trabajo a decenas de miles de empleados, generalmente muy cualificados. A este respecto, los científicos y los hombres de negocios son unánimes: la nanotecnología es mucho más que una nueva moda publicitaria. ¿Demasiado bueno para ser verdad? La idea de una super-plaga, posible al menos en teoría, ha hecho ya su entrada en la literatura: éste es el tema del bestseller “Presa” de Michael Crichton. En esta novela, las nanopartículas inteligentes se unen en enjambres creando seres semiinteligentes que se apoderan de sus creadores. Otra visión sombría es la del nano-profeta americano Eric Drexler, que considera el mundo por la llamada “plaga gris” (“gray goo”), una nube gris de nano-robots descontrolados. Eric Drexler considera posible construir robots de millonésimas de milímetro, programables y capaces de crear sustancias nuevas y de mayor tamaño a partir de las materias primas y sostiene que, si este proceso se descontrolara, crearía, en vez de algo maravilloso, esta pasta gris (la “grey goo”), que podría ser contagiosa y peligrosa tanto para el hombre como para las máquinas. La mayor parte de los expertos no se toman en serio esta idea. Por ejemplo, Richard Smalley, el ganador del Premio Nobel de Química de 1996, destaca que la especificidad de los enlaces químicos impide que todos los átomos o moléculas se combinen entre sí. Sólo eso haría la idea de un nano-robot, es decir, de un robot nanoscópico o “montador”, muy poco probable. Pero es que, además, si este “montador” quisiera crear materia uniendo átomos, tendría que utilizar unos “dedos”, que, a su vez, consistirían en átomos y tendrían que tener necesariamente un grosor mínimo.