Nanociencia
y nanotecnología
Los tecnicismos nanociencia y nanotecnología se construyen,
por un lado, a partir del prefijo Nano, que en el Sistema Internacional
de Unidades (MKS) se utiliza para formar submúltiplos de
las unidades fundamentales. Referido a las unidades de longitud,
el prefijo Nano representa 1x10-9m. Por otro lado, los sufijos
ciencia y tecnología denotan la capacidad de ensamblar,
manipular, observar y controlar la materia en una escala que va
desde un nanómetro hasta 100 nanómetros (nm). En
este sentido, un átomo de tamaño "medio"
tiene dimensiones de aproximadamente una fracción de 1
nm, una molécula pequeña es quizás de 1 nm,
mientras que una macromolécula, como una proteína,
es de alrededor de 10 nm.2
La dimensión más pequeña que hasta la fecha
ha podido ser reproducida en la industria de la microelectrónica
fluctúa en algunos cientos de nm. A esta escala, las leyes
de la física operan de una manera poco familiar. Por un
lado, las peculiaridades en el comportamiento de los nanosistemas
imponen fuertes restricciones en aquello que puede ser diseñado
y procesado. Esto, a su vez, ofrece oportunidades para estructuras
y dispositivos que operan bajo principios radicalmente diferentes
a aquellos de escala macroscópica. Por ejemplo, efectos
cuánticos como el movimiento browniano y las fuerzas superficiales
podrían favorecer la concepción de nuevas arquitecturas
computacionales a través de estructuras y dispositivos
no previstos hasta hoy. De esta manera, la nanotecnología
posee una amplia gama de aplicaciones potenciales, tanto en los
sectores sociales como en los económicos. 3
La
multidisciplinaridad y la nanotecnología
Los primeros indicios que dieron cuenta de la necesidad de conjugar
diferentes disciplinas en un solo campo aparecieron por vez primera
durante la conferencia ofrecida por el Dr. Richard Feynman, en
diciembre de 1959, durante la Reunión Americana de Física,
celebrada en el Instituto Tecnológico de California. 4
En esta plática, se describió un panorama visionario
de las áreas potenciales de desarrollo, que permitirían
hacer frente a las problemáticas no sólo para el
ocaso del siglo pasado, sino también para las primeras
décadas del siglo XXI.
Esencialmente, Feynman instituyó la necesidad de un trabajo
de colaboración a partir de diversos campos del conocimiento,
perfilados hacia el desarrollo de disciplinas aún inexistentes
para esa fecha. En otras palabras, se dio un sentido de pertinencia
a todas las teorías y a todos los esfuerzos separados que
hasta ese momento se venían dando en el campo de los semiconductores,
tanto en Norteamérica como en Europa.
En esos años vieron su nacimiento líneas de investigación
tales como la crioelectrónica, la tecnología MEMS
(Microelectromechanical Systems) y la nanotecnología, mismas
que actualmente son utilizadas de manera cotidiana. A partir de
esos años, los principios de la mecánica cuántica
y de la física de partículas han sido cada vez más
utilizados y aplicados en la ciencia y la tecnología, y
ha sido tal su influencia que en muchos casos han transformado
de manera drástica nuestro estilo de vida.
En este contexto, la globalización de la ciencia presente
en este campo del conocimiento se percibe en los nuevos productos
que frecuentemente se lanzan al mercado y que buscan acaparar
el mayor estrato a partir de la conjunción de multifuncionalidad,
movilidad y portabilidad, todo esto gracias a los avances de la
micro y la nanotecnología. Un ejemplo representativo lo
constituyen los biosensores empleados en el área médica,
en cuyo diseño es necesaria la colaboración de personal
con conocimientos técnicos diversificados en física,
química, electrónica molecular, óptica, instrumentación,
biología y mercadotecnia, entre otros.
Se han dado, pues, los primeros pasos para interconectar y complementar
varias disciplinas, y la unificación en la ciencia suministrará
un nuevo fundamento para la innovación tecnológica
y el desarrollo de las ciencias humanas, (filosofía, sociología,
historia y artes, entre otras).
La nanotecnología en la Universidad Veracruzana
El proyecto de crear el Centro de Investigación en Micro
y Nanotecnología (MICRONA) en la Universidad Veracruzana
(UV) surge de la necesidad de generar el soporte académico
y tecnológico para el desarrollo sustentable de la región,
con la capacidad de impulsar la formación de un cluster
de innovación sin precedente en el estado.
Una de las principales tareas de este proyecto es identificar
acciones potenciales para impulsar el progreso en cada región
y sector, con el fin de promover proyectos de inversión
detonadores del desarrollo regional, en áreas específicas
que ayuden a la sustentabilidad, a través de servicios
técnicos –como el diseño, la fabricación,
la comercialización y la consultoría–, basados
en la micro y nanociencia. Y es que el uso de nanotecnología
en la región es escaso, por lo que se debe importar tecnología
de países desarrollados, lo cual provoca que la brecha
de productividad entre los grandes consorcios y las pequeñas
empresas sea cada vez mayor.
Dicha iniciativa resulta estratégica en el sentido de que
la nanotecnología aún no alcanza su madurez en nuestro
país; de hecho, es casi desconocida. Sin embargo, en el
ámbito mundial cuenta con un mercado potencial de nuevos
productos, con crecimiento promedio anual del 25 por ciento y
con perspectivas de desarrollo que pronostican un mercado mundial
de 15 billones de dólares para el 2008. 5
En virtud de las oportunidades que representa incursionar en el
desarrollo de esta disciplina, se ha estado promoviendo una serie
de acciones para incrementar la capacidad nacional en esta área,
con el fin de evitar que se repita el rezago que México
ha tenido en otras tecnologías. El proyecto global consta
de tres etapas. La primera (2005-2008) presenta a su vez dos acciones:
la consolidación en infraestructura del Centro de Investigación
en Micro y Nanotecnología, ubicado en la región
Veracruz, y la difusión en todo el estado de los conocimientos
relacionados con esta área. La segunda (2009) tiene que
ver con la comercialización en el ámbito nacional
de aplicaciones integradas, hechas justo a la medida del cliente.
Finalmente, la tercera fase (2010) consiste en la creación
del Laboratorio de Nanotecnología y Materiales Avanzados,
y en ella se considera también la fabricación y
prueba de prototipos MEMS, la síntesis de materiales y
el desarrollo de micro y nanosistemas en instalaciones propias.
Las líneas de investigación que se desarrollan en
el Centro MICRONA son nanotecnología y materiales avanzados,
tecnología MEMS, así como microsensores y circuitos
integrados ASIC (Application Specific Integrated Circuits). A
partir de 2006, en este centro –cuyo grupo de trabajo está
conformado por investigadores de diversos campos de la ingeniería
y la ciencia– se ha estado desarrollando un proyecto de
investigación basado en tecnología MEMS, atendiendo
a una necesidad del grupo TENARIS-TAMSA.
Finalmente, cabe señalar que este año se pretende
establecer las bases para crear una maestría en Ciencias
que incluya temas en micro y nanosistemas, posgrado que se sumaría
a la oferta académica de la Universidad Veracruzana en
2008.
NOTAS
1. Miembros del Centro de Investigación en Micro y Nanotecnología
de la Universidad Veracruzana
2.
J. D. Watson, DNA: The Secret of Life, New York, 2004.
3. O. Gorka, M. R. Hernández y A. Rodríguez, "Drug
Delivery in Biotechnology: Present and Future", en Current
Opinion in Biotechnology, 2003, núm. 14.
4. R. Feynman, "There´s Plenty of Room at the Bottom",
en IEEE Journal of Microelectromechanical Systems, vol. 1, march,
1992.
5. L. Foster, Nanotechnology: Science, Innovation and Opportunity,
Prentice Hall, 2006.
