El nanomundo en tus manos — José Ángel Martín Gago & Carlos Briones & Casero & Serena / The Nanoworld In Your Hands by José Ángel Martín Gago & Carlos Briones & Casero & Serena

Este es un magnífico libro que no minúsculo, muy didáctico y donde existen inquietudes a través de la importancia del grafeno. Además de a la medicina, la nanotecnología afecta a muchos otros aspectos de nuestras vidas, desde la manera de comunicarnos a cómo producimos o almacenamos energía, desde lo que fabricamos a lo que consumimos, desde la forma de averiguar lo que nos hace humanos a cómo tratamos el mundo a nuestro alrededor.
Pero ¿qué es la nanotecnología? La aplicación práctica de la nanociencia, o ciencia de los materiales a escala nanométrica, es decir, la ciencia de lo minúsculo.

En la Unión Europea, cuando se suman las inversiones de la Comisión Europea en nanociencia con las de los países individuales, la inversión gubernamental total en 2012 superó los dos mil millones. Esta cifra es casi un 30% menor que en 2010, debido sobre todo a la fuerte reducción de la inversión de los gobiernos de la mayoría de los países.
Las inversiones de las empresas en investigación y desarrollo en nanotecnología aumentaron sustancialmente en el período 2010-2012, con Estados Unidos a la cabeza, con un aumento del 32%, mientras que en Europa fue tan sólo del 3%. En el mismo período, el retorno de las inversiones de años anteriores aumentó muy considerablemente, con unos ingresos por ventas de productos relacionados con la nanotecnología que crecieron de 340.000 millones de dólares en 2010 a 730.000 millones en 2012. Se espera que en 2014 dichos ingresos alcancen casi 1.400.000 millones, y que en 2018 pasen de 3.000 millones.

La sociedad vive un momento de confusión ante la nanotecnología y no sabe si ya existen nanorrobots submarinos que patrullan por la sangre buscando infecciones o si están a punto de fabricarse en algún laboratorio clandestino. La rapidez con la que las nuevas tecnologías se han instalado en la sociedad, la ingente cantidad de noticias (muchas veces contradictorias) que se suceden sobre estos temas y la falta de comprensión de las mismas han contribuido a que no sepamos diferenciar entre lo posible y lo imposible, entre la ciencia ficción del presente y lo que será tecnología del futuro. Sin embargo, queramos o no, formamos parte de una realidad condicionada por los avances científico-técnicos y el siglo XXI va a ser el de la nanotecnología.
La nanociencia trata de comprender y manipular ese mundo «infinito» de lo más pequeño.

La nanotecnología requiere el uso de una nueva y muy compleja instrumentación y, por tanto, la necesidad de combinar expertos en distintas técnicas y áreas científico-técnicas. Hoy en día la división vertical del conocimiento en disciplinas compartimentadas (como la física, la química, la biología o la ingeniería) está llegando a su fin y se debe tender a una formación horizontal e interdisciplinar.
La lista de campos en los que la nanotecnología intenta contribuir aportando nuevos dispositivos o materiales es muy amplia, y se extiende desde la aeronáutica hasta la cosmética pasando por ámbitos tan dispares como la construcción o la alimentación. Es, por tanto, difícil escribir sobre las aplicaciones de la nanotecnología sin quedar rápidamente desactualizado.
En cualquier caso, y volviendo al presente, cabe decir que la nanociencia, ya madura, está avanzando hacia la nanotecnología, aún adolescente, alumbrando aplicaciones reales que poco a poco se instalan en nuestro mundo. Este camino es largo y se está recorriendo quizá más despacio de lo previsto, pero parece que se dan pasos certeros hacia el establecimiento final de la nanotecnología como la tecnología que va a protagonizar el siglo XXI.

El grafito, junto con el diamante, fueron las dos principales formas alotrópicas del carbono (los mismos átomos pero colocados de diferente manera) conocidas hasta 1980. A partir de ese momento, comenzaron a descubrirse una serie de nanomateriales de carbono que han supuesto una verdadera revolución en el mundo de la nanotecnología.
La posible revolución en la nanoelectrónica tendrá como protagonistas a algunos de los «nanobjetos» que hemos descrito en capítulos anteriores. Sin embargo, el transporte electrónico en estos nanobjetos presenta unas propiedades que debemos conocer y dominar antes de pensar en su aplicación en dispositivos.

Cada vez conocemos mejor los nanocomponentes del mundo vivo y sus interacciones. Además, los avances de la nanotecnología nos permiten hoy en día manejar biomoléculas de una en una para moverlas de un lugar a otro, entender cómo funcionan y qué tipo de relaciones establecen entre ellas.
Desde el punto de vista de la bionanotecnología, resultan más relevantes las estrategias ascendentes que buscan construir un sistema vivo completo «pieza a pieza», a partir de cada uno de sus componentes moleculares por separado. Con ello, además, se lograría avanzar hacia la comprensión de los procesos que pudieron producirse durante el origen de la vida. De hecho, visto desde la óptica de la bionanotecnología, el origen de la vida podría identificarse con la aparición de nanosistemas moleculares capaces de replicarse a sí mismos… haciéndolo suficientemente mal como para producir errores y poder evolucionar. Intentando simular ese proceso, la «creación de vida» a partir de constituyentes inanimados es un tema controvertido dentro y fuera de la ciencia, pero está siendo ya explorado por muchos investigadores. Una primera limitación para lograr sintetizar vida ex novo es que, aunque la tecnología se ha desarrollado mucho, nuestro conocimiento de los seres vivos es aún insuficiente, sobre todo en cuanto a las interacciones entre moléculas que sustentan el proceso vital.
La nanociencia y la nanotecnología están poniendo en nuestras manos ideas y productos revolucionarios, y muchos de ellos son cada vez más útiles en biotecnología y medicina. Pero en cuanto a los nanorrobots, nada de lo propuesto hasta ahora tiene visos de poder llegar a existir. Las leyes de la física se cumplen siempre, también en el nanomundo, y esto incluye lo relacionado con las leyes de escala.

En realidad, los humanos hemos vivido siempre en contacto con las nanopartículas, ya que algunas de ellas constituyen una forma natural de organización de la materia. Sin embargo, desde la aparición del motor de combustión el número de nanopartículas a nuestro alrededor ha crecido exponencialmente. De hecho hoy se reconoce el efecto nocivo de los gases emitidos por motores diésel debido precisamente a que en ellos hay hollín que posee una elevada concentración de micro- y nanopartículas de carbono derivadas de la combustión del gasóleo, que por su tamaño (entre 100 nm y unas pocas micras de diámetro) escapan a los filtros presentes en los tubos de escape de los automóviles.
No debemos preocuparnos únicamente por nuestra salud, y es preciso también evaluar la toxicidad para los animales, las plantas, los hongos, o la vida microscópica que no podemos ver pero que está ahí, configurando nuestro medioambiente y permitiéndonos seguir vivos. Estas consideraciones ecológicas son fundamentales sobre todo en lo que respecta a la potencial toxicidad acumulativa. Aprender a evaluar con rigor científico y sin alarmismo el riesgo de los nanomateriales es una necesidad urgente, una condición necesaria para que los avances de la nanotecnología puedan llegar a nuestros hogares sin causar alarma.

Uno de los proyectos que intenta informar y crear un espacio de debate sobre los avances en nanotecnología es el denominado Proyecto de Nanotecnologías Emergentes (PEN), iniciativa estadounidense comenzada en 2005 para fomentar la colaboración entre investigadores, gobiernos y empresas en este ámbito.
La UE está priorizando la financiación de estudios que evalúen con rigor los posibles riesgos de la nanotecnología en todos los ámbitos. De hecho, la Comisión Europea adoptó en 2008 un Código de Conducta para la investigación responsable en los campos de la nanociencia y la nanotecnología. Dicho código establece siete principios básicos que deben cumplir las actividades de investigación y desarrollo en este campo: 1) Ser comprensibles para el público; 2) Ser seguras y éticas, y además contribuir al desarrollo sostenible; 3) Llevarse a cabo de acuerdo con el principio de precaución, anticipando sus posibles efectos; 4) Contar con una gestión transparente que garantice el derecho legítimo de acceso a la información por parte de los consumidores; 5) Cumplir las normas científicas más exigentes, incluyendo las buenas prácticas; 6) Poseer la máxima creatividad, flexibilidad y capacidad de planificación; y 7) Ser asumidas de forma responsable por los investigadores y los centros en los que éstos trabajan ante sus repercusiones sociales, medioambientales y para la salud humana. La propia Unión Europea puso en marcha el proyecto NANOCODE, que tiene como finalidad establecer la forma en la que dicho código de conducta es percibido, de cara a su implementación en universidades, centros de investigación y empresas de los estados miembros.

Gracias a la nanotecnología, el interés de cocineros como Ferrán Adrià o Pierre Gagnaire por combinar la gastronomía con los avances científico-técnicos puede producir resultados aún más creativos y sorprendentes. Como postre para esta incursión en el mundo de la gastronomía comentaremos que el restaurante Serendipity 3 de Nueva York entró en 2008 en el Libro Guinness de los récords por ofrecer el dulce más caro del mundo: el helado llamado Frrozen Haute Chocolate. Este postre está preparado con, entre otros ingredientes, 28 tipos de cacao llegados desde catorce países del mundo. Pero lo más sorprendente es que además contiene 5 g de «oro comestible» de 23 kilates, incluyendo fragmentos de láminas micrométricas de este metal (el «pan de oro» usado en artes decorativas desde hace siglos) y «nanoescamas». El precio de este helado es de 25.000 dólares por ración, superando con creces al Golden Opulence Sundae, otro helado con oro que el mismo restaurante ofrece desde 2005 por «sólo» 1.000 dólares.

La ciencia y la tecnología no son nunca disciplinas aisladas de todos los procesos que ocurren en la sociedad en la que se desarrollan, sino que forman parte de la realidad cultural de cada época. De hecho, cada vez es más frecuente (y necesario) el diálogo entre los tres pilares sobre los que se asienta ese edificio que denominamos cultura: las humanidades, las artes y las ciencias. Esta idea está en la base de un movimiento que triunfa dentro y fuera de la red, conocido como «Tercera Cultura» o «Cultura 3.0». Sin profundizar en los fundamentos teóricos que subyacen a este diálogo interdisciplinar, algo que sí resulta evidente es que cada vez hay mayor permeabilidad entre los avances científicos y el resto de la cultura. Y esto es especialmente cierto en el caso de la nanociencia y la nanotecnología. En primer lugar, porque muchos de los nanomateriales o nanodispositivos producidos se pueden incorporar al proceso de obtención de diferentes productos culturales, tal como se ha mostrado en la sección anterior para el arte, la moda o la gastronomía.
Además, la ciencia supone una inagotable fuente de inspiración para disciplinas como las artes plásticas, la literatura, el cine o el cómic.

This is a magnificent book that is not tiny, very didactic and where there are concerns about the importance of graphene. In addition to medicine, nanotechnology affects many other aspects of our lives, from the way we communicate to how we produce or store energy, from what we make to what we consume, from the way to find out what makes us human to how We treat the world around us.
But what is nanotechnology? The practical application of nanoscience, or nanoscale science of materials, that is, the science of the minuscule.

In the European Union, when the investments of the European Commission in nanoscience are added to those of individual countries, total government investment in 2012 exceeded two billion. This figure is almost 30% lower than in 2010, due mainly to the strong reduction in investment by the governments of most countries.
The investments of the companies in research and development in nanotechnology increased substantially in the period 2010-2012, with the United States in the lead, with an increase of 32%, while in Europe it was only 3%. In the same period, the return on investments of previous years increased very considerably, with revenues from sales of products related to nanotechnology that grew from 340,000 million dollars in 2010 to 730,000 million in 2012. It is expected that in 2014 said revenues reach almost 1,400,000 million, and that in 2018 they exceed 3,000 million.

Society is living a moment of confusion about nanotechnology and does not know if there are already submarine nanorobots that patrol through the blood looking for infections or if they are about to be manufactured in a clandestine laboratory. The rapidity with which new technologies have been installed in society, the vast amount of news (often contradictory) that occur on these issues and the lack of understanding of them have contributed to the fact that we do not know how to differentiate between the possible and the impossible, between the science fiction of the present and what will be technology of the future. However, whether we want it or not, we are part of a reality conditioned by scientific-technical advances and the twenty-first century will be that of nanotechnology.
Nanoscience tries to understand and manipulate that “infinite” world of the smallest.

Nanotechnology requires the use of a new and very complex instrumentation and, therefore, the need to combine experts in different techniques and scientific-technical areas. Nowadays, the vertical division of knowledge in compartmentalized disciplines (such as physics, chemistry, biology or engineering) is coming to an end and a horizontal and interdisciplinary training should be planned.
The list of fields in which nanotechnology tries to contribute by providing new devices or materials is very wide, ranging from aeronautics to cosmetics through fields as diverse as construction or food. It is, therefore, difficult to write about the applications of nanotechnology without quickly becoming outdated.
In any case, and returning to the present, it can be said that the nanoscience, already mature, is moving towards nanotechnology, still adolescent, illuminating real applications that are gradually installed in our world. This path is long and is perhaps going more slowly than expected, but it seems that there are certain steps towards the final establishment of nanotechnology as the technology that will star in the 21st century.

Graphite, along with diamond, were the two main allotropic forms of carbon (the same atoms but placed differently) known until 1980. From that moment, they began to discover a series of carbon nanomaterials that have been a real revolution in the world of nanotechnology.
The possible revolution in nanoelectronics will have as protagonists some of the “nanobjects” that we have described in previous chapters. However, the electronic transport in these nanobjects presents some properties that we must know and master before thinking about their application in devices.

Every time we know better the nanocomponents of the living world and their interactions. In addition, the advances of nanotechnology allow us today to manage biomolecules one at a time to move them from one place to another, understand how they work and what kind of relationships they establish between them.
From the point of view of bionanotechnology, ascending strategies that seek to build a complete living system “piece by piece”, from each of its molecular components separately, are more relevant. With this, in addition, it would be possible to advance towards an understanding of the processes that could have occurred during the origin of life. In fact, seen from the perspective of bionanotechnology, the origin of life could be identified with the emergence of molecular nanosystems capable of replicating themselves … doing it bad enough to produce errors and be able to evolve. Trying to simulate that process, the “creation of life” from inanimate constituents is a controversial issue inside and outside science, but it is already being explored by many researchers. A first limitation to achieve synthesize ex novo life is that, although the technology has developed a lot, our knowledge of living beings is still insufficient, especially in terms of the interactions between molecules that sustain the life process.
Nanoscience and nanotechnology are putting revolutionary ideas and products into our hands, and many of them are increasingly useful in biotechnology and medicine. But as for the nanorobots, nothing proposed so far has any signs of being able to come into existence. The laws of physics are always fulfilled, also in the nanoworld, and this includes everything related to the laws of scale.

In fact, humans have always lived in contact with nanoparticles, as some of them are a natural way of organizing the matter. However, since the appearance of the combustion engine the number of nanoparticles around us has grown exponentially. In fact, today the harmful effect of gases emitted by diesel engines is recognized, precisely because there is soot in them that has a high concentration of carbon micro- and nanoparticles derived from the combustion of diesel, which due to its size (between 100 nm and a few microns in diameter) escape to the filters present in the exhaust pipes of automobiles.
We should not worry only about our health, and it is also necessary to evaluate the toxicity for animals, plants, fungi, or microscopic life that we can not see but that is there, configuring our environment and allowing us to stay alive. These ecological considerations are fundamental especially with regard to the potential cumulative toxicity. Learning to evaluate the risk of nanomaterials with scientific rigor and without alarmism is an urgent need, a necessary condition for the advances of nanotechnology to reach our homes without causing alarm.

One of the projects that seeks to inform and create a space for debate on advances in nanotechnology is the so-called Emerging Nanotechnologies Project (PEN), a US initiative begun in 2005 to foster collaboration among researchers, governments and companies in this field.
The EU is giving priority to financing studies that rigorously assess the possible risks of nanotechnology in all areas. In fact, the European Commission adopted in 2008 a Code of Conduct for responsible research in the fields of nanoscience and nanotechnology. This code establishes seven basic principles that must be fulfilled by research and development activities in this field: 1) Be understandable to the public; 2) Be safe and ethical, and also contribute to sustainable development; 3) Carry out in accordance with the precautionary principle, anticipating its possible effects; 4) Have a transparent management that guarantees the legitimate right of access to information by consumers; 5) Comply with the most demanding scientific standards, including good practices; 6) Possess maximum creativity, flexibility and planning capacity; and 7) To be assumed in a responsible manner by the researchers and the centers in which they work with their social, environmental and human health repercussions. The European Union itself launched the NANOCODE project, which aims to establish the way in which this code of conduct is perceived, with a view to its implementation in universities, research centers and companies in the member states.

Thanks to nanotechnology, the interest of chefs such as Ferrán Adrià or Pierre Gagnaire to combine gastronomy with scientific and technical advances can produce even more creative and surprising results. As a dessert for this foray into the world of gastronomy, we will mention that the Serendipity 3 restaurant in New York entered the Guinness Book of Records in 2008 for offering the most expensive candy in the world: the ice cream called Frrozen Haute Chocolate. This dessert is prepared with, among other ingredients, 28 types of cocoa arrived from fourteen countries of the world. But the most surprising thing is that it also contains 5 g of “edible gold” of 23 carats, including fragments of micrometric sheets of this metal (the “gold leaf” used in decorative arts for centuries) and “nanoscale”. The price of this ice cream is $ 25,000 per serving, far surpassing the Golden Opulence Sundae, another ice cream with gold that the same restaurant has offered since 2005 for “only” $ 1,000.

Science and technology are never isolated disciplines of all the processes that take place in the society in which they are developed, but they are part of the cultural reality of each epoch. In fact, the dialogue between the three pillars on which this building we call culture: the humanities, the arts and the sciences is increasingly frequent (and necessary). This idea is at the base of a movement that triumphs inside and outside the network, known as «Third Culture» or «Culture 3.0». Without going deeply into the theoretical foundations that underlie this interdisciplinary dialogue, something that is evident is that there is an increasing permeability between scientific advances and the rest of culture. And this is especially true in the case of nanoscience and nanotechnology. First, because many of the nanomaterials or nanodevices produced can be incorporated into the process of obtaining different cultural products, as shown in the previous section for art, fashion or gastronomy.
In addition, science is an inexhaustible source of inspiration for disciplines such as the plastic arts, literature, cinema or comics.

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión /  Cambiar )

Google photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google. Cerrar sesión /  Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión /  Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión /  Cambiar )

Conectando a %s

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios .