DIVULGACIÓN | Viaje hacia el interior de la materia
La grandeza de lo pequeño
Átomos de oro observados con un microscopio de efecto túnel. | CSIC Jose Ángel Martín Gago | Madrid Actualizado lunes 27/05/2013 15:00 horas El ser humano siente una curiosidad innata que le impulsa a preguntarse cómo es el mundo que no puede conocer por los sentidos, o qué hay más allá de lo que alcanzan a ver sus ojos, tanto hacia lo más grande como hacia lo más pequeño. Sabemos que las distancias y tamaños en el universo son tan grandes que superan nuestra capacidad de comprenderlos, y así, una noche estrellada nos empequeñece. Curiosamente, en el extremo opuesto, pensar en lo más pequeño no nos hace sentirnos grandes. Durante una gran parte de la historia de la humanidad el mundo de los objetos diminutos pareció no existir porque no se tenía la posibilidad de observarlo. A medida que la tecnología lo fue permitiendo, se descubrió que el continente de las cosas pequeñas estaba poblado por microbios, células, bacterias, virus, moléculas, e incluso átomos. Sin embargo, el viaje hacia el interior de la materia es conceptualmente mucho más complejo que la exploración del cosmos. Las nociones y las herramientas que se utilizan para el estudio del mundo invisible son, sin duda, una barrera para que la sociedad se acerque a conocer el mundo atómico y sus posibilidades. Y así, mientras durante mucho tiempo hemos disfrutado de las fotografías de galaxias, planetas o mundos lejanos, nos hemos perdido las imágenes de los seres, vivos o no, que habitan el mundo de lo más pequeño, aunque se encuentren mucho más cerca de nosotros y tengan un efecto más importante en nuestras vidas cotidianas. Hoy día la ciencia ha desarrollado una serie de herramientas que nos acercan a estos dos mundos tan distantes. El hombre ha fabricado grandes telescopios para situarlos fuera de la atmósfera terrestre, como el Hubble, y poder observar el universo más lejano. También ha construido nuevos ingenios que nos permiten cumplir el sueño de cientos de investigadores y pensadores del siglo pasado: ver el mundo de los átomos y acercarnos así a la grandeza de lo pequeño.
La inmensidad de lo pequeño La nanociencia trata de comprender y manipular ese mundo “infinito” de dimensiones reducidas y la nanotecnología de construir nuevos dispositivos basados en ese conocimiento. Podría decirse que es la ciencia que se realiza con objetos de tamaño mil veces menor que la micra. A día de hoy, no existe una definición cerrada de nanotecnología, ya que esta disciplina no nació con una serie de reglas concretas, sino como una serie de aportaciones al conocimiento que se han ido incrementando desde muy diversas especialidades científicas y tecnológicas.
Mucha gente piensa que la nanociencia es la ciencia de lo infinitamente pequeño. Esto no es estrictamente cierto, ya que esta definición responde mejor al campo relacionado con la física de altas energías, que trabaja con protones, neutrones o sus constituyentes, los quarks. Otras personas piensan que la nanotecnología trata de construir pequeñísimos e indetectables robots que convivan con nosotros vigilándonos, curándonos o conectándonos. Esta idea tampoco es completamente cierta, ya que la construcción de estos engendros mecánicos está más cerca de la ciencia ficción que de una realidad plausible. Podemos decir que la nanociencia y la nanotecnología tratan del estudio (ciencia) y la fabricación (tecnología) de materiales, estructuras y dispositivos a través del control y ensamblado de la materia a la escala del nanómetro (de 0.1 a 100 nanómetros, del átomo hasta por debajo de la célula), así de como la aplicación de las nuevas propiedades (físicas, químicas, biológicas, mecánicas, eléctricas…) que surgen como consecuencia de esa escala tan reducida. Visualizar el significado de la palabra 'nano' es muy difícil. Una mil-millonésima parte de algo se refiere a un concepto extremadamente pequeño, y por tanto su valor absoluto carece de significado intuitivo para nosotros. Los valores pequeños quedan tan alejados de nuestra experiencia cotidiana como los grandes, pues de hecho tampoco comprendemos bien que una estrella pueda distar de nosotros 20 años-luz o que el presupuesto español dedicado a la ciencia se haya reducido durante los últimos tres años en más de 3.000 millones de €. Son cantidades tan ajenas a nuestro mundo diario que no nos hacemos una idea precisa de lo que significan. Para hacernos una idea sobre cómo de grande es una molécula o cómo de pequeño es un nanómetro, podemos recurrir a algunos ejemplos visuales. En este mismo instante, y sin que nos demos cuenta, nuestros pelos están creciendo del orden de 5 nm cada segundo. Si suponemos que la distancia entre átomos es de 0.2 nm y que el diámetro de un pelo es 0.1 mm (100.000 nm), y hacemos una pequeña cuenta, llegaremos a la conclusión de que para que el cabello crezca 5 nm por segundo, aproximadamente se agregan, cada segundo, unos mil millones de átomos a cada uno de nuestros pelos. Y todo este movimiento acontece ahora, sin nuestro conocimiento ni consentimiento. Definitivamente, el mundo de lo pequeño es inmenso.
Un 'lego' gigante La nanotecnología trata de comprender y asimilar estas ideas para copiarla y fabricar con esta metodología en un futuro cercano dispositivos o nuevos materiales de manera similar a como lo hace la naturaleza, ensamblando, una a una, las piezas más pequeñas (moléculas) de un lego gigante. Por otra parte, desde finales del siglo pasado, todas las disciplinas científicas están avanzando enormemente y muy deprisa. Los grandes logros científicos y tecnológicos, con su elevada capacidad para manipular lo más pequeño, hacen que la sociedad espere que sus creaciones revolucionen aún más nuestra forma de vida, y que sus dispositivos se instalen de manera definitiva en todos los ámbitos, desde la medicina hasta el ocio. Así, la nanotecnología se nos muestra como una potentísima herramienta capaz de volver a transformar la sociedad como ya lo hizo la microelectrónica en la primera mitad del siglo XX. La potencialidad de estos nuevos desarrollos en todas las áreas del conocimiento parece verdaderamente ilimitada, tanto que a todos nos cuesta discernir si muchas de las ideas científicas se convertirán en realidad o serán mera ciencia ficción. Nos faltan criterios, carecemos de la cultura necesaria para comprender los fundamentos esenciales de la ciencia. Resulta paradójico que hoy día, que no podemos imaginar la vida sin los ordenadores o la luz eléctrica, una parte de la sociedad haya vuelto la espalda al conocimiento científico. La ciencia y la tecnología no son consideradas parte de un saber imprescindible, de manera tal, que esta ignorancia se convierte en un terreno abonado para los que se lucran con el auge de las pseudociencias de toda índole. Solo la cultura científica puede librarnos de ellas y, a la vez, hacernos soñar con un futuro que ya está aquí. Jose Ángel Martín Gago es investigador científico del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC)