APLICACIONES DE LA NANOTECNOLOGÍA

Nanotecnología: una pequeña solución a los grandes problemas

#sociedad #I+D+i

Partículas invisibles que combaten las células cancerígenas, microprocesadores más rápidos que consumen menos energía, baterías 10 veces más duraderas o placas solares que rinden el doble. Estas son solo algunas de las muchas aplicaciones de la nanotecnología, una disciplina con todos los ingredientes para convertirse en una nueva revolución industrial.

La nanotecnología y su universo microscópico ofrecen posibilidades gigantescas para la ciencia y la industria contemporáneas. Este campo, que floreció entre los años 60 y 80, ha crecido con fuerza en las últimas dos décadas con un mercado global en auge cuyo valor superará los 125.000 millones de dólares el próximo lustro, según apunta el informe Global Nanotechnology Market (by Component and Applications) de Research & Markets que presenta previsiones de cara a 2024.

¿QUÉ ES LA NANOTECNOLOGÍA?

Esta rama tecnológica manipula la estructura molecular de los materiales para cambiar sus propiedades intrínsecas y obtener otros con aplicaciones revolucionarias. Es el caso del grafeno —carbono modificado más duro que el acero, más ligero que el aluminio y casi transparente— o las nanopartículas que se emplean en áreas como la electrónica, la energía, la biomedicina o la defensa.

En 1959 el premio Nobel y físico norteamericano Richard Feynman fue el primero en hablar de las aplicaciones de la nanotecnología en el Instituto Tecnológico de California (Caltech). Con el siglo XXI llegó la consolidación, la comercialización y el apogeo de esta área que engloba otras como la microfabricación, la química orgánica o la biología molecular. Solo en Estados Unidos, por ejemplo, se invirtieron más de 18.000 millones de dólares entre 2001 y 2013 a través del NNI (National Nanotechnology Iniciative) para convertir este sector en motor de crecimiento económico y competitividad.

La nanotecnología, de cerca.#RRSSLa nanotecnología, de cerca.

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TIPOS DE NANOTECNOLOGÍA

Los diferentes tipos de nanotecnología se clasifican según su forma de proceder (top-down o bottom-up) y de la naturaleza del medio en el que trabajan (seca o húmeda):

  • Descendente (top-down)

Los mecanismos y las estructuras se miniaturizan a escala nanométrica —con un tamaño de 1 a 100 nanómetros—. Es la más frecuente hasta la fecha, sobre todo en el ámbito de la electrónica.

  • Ascendente (bottom-up)

Se comienza con una estructura nanométrica —una molécula, por ejemplo— y mediante un proceso de montaje o auto ensamblado se crea un mecanismo mayor que el inicial.

  • Nanotecnología seca

Sirve para fabricar estructuras en carbón, silicio, materiales inorgánicos, metales y semiconductores que no funcionan con la humedad.

  • Nanotecnología húmeda

Se basa en sistemas biológicos presentes en un entorno acuoso —incluyendo material genético, membranas, enzimas y otros componentes celulares—.

EJEMPLOS Y APLICACIONES DE LA NANOTECNOLOGÍA

Las aplicaciones de la nanotecnología y los nanomateriales abarcan todo tipo de sectores industriales. Lo más habitual es encontrarlos en estas áreas:

 Electrónica

Los nanotubos de carbono están cerca de sustituir al silicio como material para fabricar microchips y dispositivos más pequeños, veloces y eficientes, así como nanocables cuánticos más ligeros, conductores y resistentes. Las propiedades del grafeno lo convierten en un candidato ideal para el desarrollo de pantallas táctiles flexibles.

 Energía

Un nuevo semiconductor ideado por la Universidad de Kyoto permite fabricar paneles solares que duplican la cantidad de luz solar convertida en corriente eléctrica. La nanotecnología también abarata costes, produce turbinas eólicas más fuertes y ligeras, mejora el rendimiento de los combustibles y, gracias al aislamiento térmico de algunos nanocomponentes, puede ahorrar energía.

 Biomedicina

Las propiedades de algunos nanomateriales los hacen idóneos para mejorar el diagnóstico precoz y el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas o del cáncer. Son capaces de atacar las células cancerígenas de forma selectiva sin dañar al resto de células sanas. Algunas nanopartículas también se han utilizado para la mejora de productos farmacéuticos como las cremas solares.

 Medio ambiente

La purificación del aire con iones, la depuración de aguas residuales con nanoburbujas o los sistemas de nanofiltración para los metales pesados son algunas de sus aplicaciones positivas para el medioambiente. También existen nanocatalizadores para que las reacciones químicas resulten más eficientes y contaminen menos.

 Alimentación

En este campo se podrían usar nanobiosensores para detectar la presencia de patógenos en los alimentos o nanocompuestos para mejorar la producción alimentaria al aumentar la resistencia mecánica y térmica, y disminuir la transferencia de oxígeno en los productos envasados.

 Textil

La nanotecnología posibilita el desarrollo de tejidos inteligentes que ni se manchen ni se arruguen, así como de materiales más resistentes, ligeros y duraderos para fabricar cascos de moto o equipamiento deportivo.

LA NANOTECNOLOGÍA EN EL FUTURO

El futuro de la nanotecnología vislumbra luces y algunas sombras en el horizonte. Por un lado, se prevé un crecimiento global del sector impulsado por los avances tecnológicos, el mayor apoyo gubernamental, el aumento de la inversión privada y la demanda creciente de dispositivos más pequeños, entre otros. Sin embargo, los riesgos medioambientales, sanitarios y de seguridad de la nanotecnología, y las preocupaciones relacionadas con su comercialización podrían obstaculizar la expansión del mercado.

Estados Unidos, Brasil y Alemania liderarán la industria nanotecnológica en 2024, con una importante presencia importante en el Top 15 de países asiáticos como Japón, China, Corea del Sur, la India, Taiwán y Malasia. El sector de los cosméticos escalará posiciones y le arrebatará el tercer puesto al biomédico en un ranking que encabezarán, al igual que ahora, la electrónica y la energía.

 

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