martes, 16 de enero de 2018

La nanotecnología


 
La nanotecnología llegó para quedarse. Las sorprendentes y casi mágicas propiedades que exhiben los materiales en 
la escala del nanómetro (la milmillonésima parte de un metro) están siendo cada vez más usadas en
 diversas áreas que van desde electrónica y medicina hasta agricultura y textiles.

La resolución de los tres grandes retos que actualmente enfrenta la humanidad (salud, alimentación y
 energía) está relacionada con las posibilidades que pueda ofrecer el uso de nanomateriales. Obtener 
materiales en estas dimensiones ha sido un gran desafío científico y tecnológico.
Pero la nanotecnología ha encontrado en la naturaleza una gran aliada. Muchos nanomateriales han 
sido diseñados intentando imitar algunas propiedades y geometrías de organismos biológicos como 
bacterias, plantas, insectos, lagartos, ranas y aves en un proceso conocido como nanobiomimetismo.

El objetivo es aprovechar los millones de años de experiencia que la naturaleza tiene creando estructuras
 diminutas y complejas para imitarla y aplicar estos conocimientos en la creación de nanomateriales con 
diversas funciones.

Uno de los ejemplos más llamativos es el de los materiales que no se mojan. Estos están diseñados para 
que repelan al agua (hidrofóbicos), y el principio fundamental de estas superficies fue observado en las 
hojas de la flor de loto. Al analizarlas en un microscopio electrónico se observó que estas hojas cuentan 
en su superficie con la formación de nanocristales de cera que, a su vez, forman una capa que impide que
 las gotas penetren; además, logran que esas gotas se deslicen por la superficie arrastrando la suciedad de 
la hoja.

Este efecto, conocido como ‘efecto loto’, ha sido empleado para crear textiles, pinturas y revestimientos 
hidrofóbicos que se limpian solos. Pero este no es el único ejemplo.La anguila neléctrica, un pez que puede 
emitir descargas eléctricas a partir de células especializadas, ha sido usada como referencia para la fabricación 
de nanogeneradores eléctricos, diminutos dispositivos hechos con membranas de hidrogeles de grafeno
 (GHM por sus siglas en inglés) que permiten generar energía eléctrica a partir de energía mecánica y térmica.

El nácar, presente en la parte interna del caparazón de algunos moluscos, es un material que cuenta con una
 inmensa resistencia a la fractura debido a su particular morfología, compuesta por millones de nanogranos 
pegados por biopolímeros de quitina y proteínas dentro de una plaqueta mineral de aragonita. Recientemente 
se han fabricado fibras de óxido de grafeno que imitan la estructura del nácar e igualan sus propiedades mecánicas 
de alta dureza.

Otro de los ejemplos más sobresalientes es el de la ‘fotosíntesis artificial’, que busca crear mecanismos que 
permitan usar la luz solar para reproducir de manera artificial la forma como las plantas producen hidrógeno y oxígeno. 
Las nanoparticulas de dióxido de metal-orgánicos (‘metal organic frameworks’) han sido empleados.
Germán Durán González

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