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(Fragmentos)
La nanociencia y la nanotecnología son resultado de la habilidad lograda por el hombre de manipular la materia a la escala del nanómetro. Un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro. Para tener una idea de la pequeñez de esta escala, si redujéramos el universo de tal manera que una mosca tuviera un tamaño de cien nanómetros.
Las implicaciones de esta realidad difícilmente puedan ser calculadas ahora en su totalidad.
La Iniciativa Nacional para las Nanotecnologías (NNI, siglas en inglés) es un plan estratégico aprobado por el gobierno de los EE.UU en el 2001 [1], resultado de iniciativas y estudios anteriores realizados desde, o apoyados, por la Fundación Nacional de la Ciencia (NSF, siglas en inglés) y transnacionales norteamericanas [2]. El propio año en que se aprobó la NNI, el presupuesto federal para las nanotecnologías casi se dobló alcanzando los 495 millones de dólares, del cual, cerca de un 70% se destinó a financiar investigaciones realizadas desde las universidades.
El sentido estratégico de la Iniciativa fue claramente expresado por el Comité Asesor del Presidente (de los EE.UU) para la Ciencia y la Tecnología, al afirmar que la NNI establecía “un excelente marco multiagencia para asegurarle a los Estados Unidos el liderazgo en este campo emergente, que será esencial en el liderazgo económico y de seguridad nacional en la primera mitad del siglo XXI” [3].
La Iniciativa establecía nueve grandes retos (Grand Challenges), potenciales puntos de inflexión en la revolución nanotecnológica:
- Materiales nanoestructurados por diseño: Más fuertes, más ligeros, más duros, autoreparables y más seguros. Se trata de desarrollar la tecnología que permita diseñar materiales de acuerdo a un propósito predeterminado, que sean multifuncionales, es decir que combinen las mejores propiedades de varios materiales naturales, lo hagan de forma inteligente y se adapten a un entorno cambiante. El reto se describe como lograr un material diez veces más fuerte que el acero, diez veces más liviano que el papel, que pueda ir desde paramagnético hasta superconductor, transparente a la luz visible y con un punto de fusión alto.
- Nanoelectrónica, optoelectrónica y magnetismo. Se pretende desarrollar dispositivos y estructuras nanométricas que permitan aumentar la velocidad de las computadoras en millones de veces, lograr capacidad de almacenamiento de información digital en un sólo dispositivo de más de un Terabyte (1 Terabyte = 1024 Gigabyte =10242 Megabyte =10243 kilobyte =10244 byte=243 bits, equivalente a 8 796 093 022 208 respuestas de si o no)Si dedicáramos un bit (un cero o un uno) para señalar si una estrella es más brillante o no que nuestro sol, en un disco duro de 1 Terabyte cabría la respuesta correspondiente para todas las estrellas de la vía láctea y aún tendríamos espacio para describir exhaustivamente el procedimiento utilizado.
Se proyecta el ancho de banda para las telecomunicaciones aumentarlo en cientos de veces. No menos importante es la visión de dispositivos cibernéticos que mezclen objetos biológicos y no biológicos para crear sensores y otros aparatos de nueva generación.
- Atención médica avanzada: Terapéutica y diagnóstico. Este reto plantea lograr métodos de diagnóstico celular que permitan la detección temprana de enfermedades como el cáncer, métodos revolucionarios de imageneología, materiales biocompatibles de nueva generación, sistemas de entrega controlada de fármacos y dirigidas al blanco, dispositivos para implantes de visión y capacidad auditiva, sensores remotos para el monitoreo de los signos biológicos del ser humano entre otros.
- Procesos en la nanoescala para el mejoramiento ambiental. Desarrollar procesos de manufactura 100% verdes, manejo efectivo de los desechos, descontaminación masiva de agua y del aire en el orden nanométrico. Monitoreo continuo y distribuido de los niveles de contaminación abarcando áreas geográficas completas.
- Conversión eficiente y almacenamiento de energía. La iniciativa plantea como reto doblar la eficiencia de las celdas solares fotoeléctricas y de las celdas de combustible. Reducir dramáticamente el costo energético de los procesos productivos, el transporte, la descontaminación y los procesos domésticos y residenciales.
- Microvehículos para la exploración e industrialización espacial. Se proyecta la posibilidad de tener presencia continua en el espacio fuera del sistema solar con el uso de microvehículos espaciales. Reducir el tamaño y costo energético de los vehículos espaciales en al menos diez veces.
- Nanobiosensores para la detección de enfermedades infecciosas y amenazas biológicas. Detección temprana y diagnóstico masivo de enfermedades infecciosas, agresiones biológicas o químicas y la protección masiva de la población, así como la reparación de daño biológico, son algunas de las áreas cubiertas por este reto.
- Aplicaciones para la transportación barata y segura. Se habla de vehículos más ligeros y eficientes a la vez que más seguros y duraderos. Vías más seguras autoreparables, puentes anticorrosión. Menor costo ambiental asociado a la transportación. Organización inteligente de la transportación, monitoreo continuo de condiciones viales, tráfico y accidentes.
- Seguridad Nacional. Se quiere mantener y extender la tecnología que permita el dominio militar rápido, disminuyendo el riesgo para el combatiente. Mejorar la efectividad del arsenal nuclear. Tener capacidad de comunicación instantánea a nivel global, identificación de amenazas, encriptación segura, reconocimiento del habla. Imageniología multiespectral para la identificación de objetivos y la navegación segura a cualquier hora o en cualquier escenario ambiental. Armas más inteligentes, vehículos no tripulados, sensores distribuidos. Tecnología para el desarrollo de modelos de simulación de armas de nueva generación.
Autorizada su reproducción en medio impreso o digital siempre que se cite a los autores
Ernesto Estévez Rams
Instituto de Ciencia y Tecnología de Materiales (IMRE).
Universidad de La Habana
Beatriz Aragón Fernández
