No se trata de robots que introducidos al interior de nuestro organismo vayan a buscar y destruir células cancerosas, o vayan a reparar una válvula cardiaca dañada. Ni tampoco que se van a autoreproducirse hasta ahogarnos. Nada de eso. Se trata de promisorias nanopartículas, que en esa dimensión adquieren nuevas propiedades, diferentes a las del material de origen, que podrían tener gran uso para la salud y conservación del ambiente (Promesas y Temores de la Nanotecnología).

De hecho, ya están aquí. Intel y otras empresas productoras de chip de computación, han empaquetado circuitos electrónicos impresos en nano escala, y ya los venden cada año en un mercado de miles de millones de dólares. Componentes de computadores y discos CD y muchos otros artículos a nano escala, invaden 105 mercados. Sus posibilidades son muchas, pero junto a ellas surgen también las dudas y las protestas, por los posibles riesgos que de estas tecnologías se podrían derivar. No faltan activistas que anuncian tremendos riesgos para la humanidad, semejantes a las bombas atómicas, o como ellos dicen, atribuidos a la biotecnología agrícola.


¿Cuáles son las posibilidades?

La nanotecnología no es en realidad una disciplina como la física o la química, sino más bien es una herramienta para manipular materiales a muy pequeña escala. La nanociencia se ha desarrollado después que se ha comenzado observar que las propiedades de los materiales pueden cambiar dramáticamente en la medida que se reduce su tamaño hasta ser pequeños grupos de átomos. Así por ejemplo, un gramo de oro es inerte, pero a nanoescala se vuelve altamente reactivo, transformándose en un elemento valioso para procesos de catálisis. Del mismo modo, diferentes elementos a una nanoescala pueden cambiar sus propiedades eléctricas, ópticas, termales u otras. Estos cambios se producen por dos efectos. Primero, un material en una pequeña escala de nanopartícula, significa que la mayor parte de sus átomos están instalados en su superficie, de modo que el comportamiento de ellos domina la química y la física de las partículas. Al mismo tiempo, al estrujar los electrones del átomo en espacios más pequeños, se pueden cambiar las propiedades como el color de la luz que ellos emiten, o las posibles reactividades químicas.

Las posibilidades que se abren son muchas ya que los más diversos materiales se pueden estudiar en esos niveles de nanoescala. En menos de cinco años, se ha catapultado un área de investigación que compromete a químicos, físicos y empresas de todas partes del mundo. En los Estados Unidos, el financiamiento para la "National Nanotechnology Initiative" (NNI), que comenzó el año 2000 con 270 millones de dólares, ahora se aproxima a los 1000 millones. En el ámbito mundial el financiamiento de investigaciones por parte del estado se ha elevado desde 500 millones de dólares en el año 1997, a 3.5 mil millones en el año 2004 (gráfico 1). Sólo el gobierno de los Estados Unidos, desde el año 1991, ha financiado a 22 nuevos centros de investigación en nanociencias.

El interés no es sólo académico. La revista "Small Times" señala que en los Estados Unidos, 775 empresas están trabajando en nanotecnología y que el capital de riesgo en el área, subió de O en 1997, a 300 millones de dólares en el 2003. Entre las grandes firmas que trabajan activamente, están General Electric, Lucent, Phillips, Marssushita, Intel, Advanced Micro Devices, y Merk. De acuerdo a predicciones del gobierno de los Estados Unidos, la economía de la nanotecnología pegará un salto en los próximos años, de modo que en el año 2012, se estima que remontará a 3 mil millones de dólares.


El camino no esta exento de riesgos

Ya el desarrollo de la nanotecnologia, ha desencadenado reacciones de protesta y rechazo, al igual que lo que ha acontecido con los alimentos modificados genéticamente, o con otras revoluciones industriales o tecnológicas. Bill Joy, un prominente científico en el área de computación, ha hablado del riesgo de llegar a producir robots que se dupliquen a si mismo e invadan el planeta (Promesas y Temores de la Nanotecnología). El novelista Michael Crichton ha publicado una novela llamada "Prey", que ha sido un best seller y que relata cómo los nanoaparatos invaden el mundo y trepan por todas partes.

"Ello es una fantasía e imposible que suceda", dice Richard Smalley químico de Rice University en Houston, Texas, quien obtuvo el premio Nobel por su trabajo en nanotecnologia (Bucky Ball: la Molécula en Forma de Pelota de Football). Lo mismo piensa la mayor parte de los especialistas en nanotecnologías.

Pero si pudiesen existir riesgos más plausibles, a partir de partículas liberadas de revestimientos o de otros productos, puedan llegar a crear nuevos tipos de contaminantes químicos. Se están tomando precauciones, ya que se quiere impedir que suceda lo que ocurrió con los asbestos, que en un momento se creyó eran las fibras milagrosas, y terminaron produciendo grandes dolores de cabeza (El Peligro de los Asbestos).

Hay que considerar que las propiedades de las nanopartículas, varía de acuerdo a sus métodos de producción, sus tamaños y sus interacciones, y recién se comienzan a estudiar sus propiedades, por lo que en la práctica se conoce muy poco acerca de posibles efectos de ellas sobre la salud o el ambiente.

Pero en los últimos dos años se han dado a conocer por lo menos una docena de informes toxicológicos que van desde impactos en bacterias a daños en mamíferos. Eva Oberdörster, toxicóloga de la Universidad Metodista de Dallas, comunicó que el agua que contenía nanopartículas de carbón, denominadas "buckyballs", podía dañar el cerebro de peces. También estudios recientes han mostrado que los "nanotubos" de carbón colocados en una suspensión en pulmones de ratas, se aglomeraban, llegando a causar un daño tisular, con dificultad respiratoria e incluso la muerte de la rata. Vicki Colvin informó en el reciente meeting de la American Chemical Society (2004), que las buckyballs disueltas en agua, a una concentraron de 1.5 partes por millón, mataba a un 50% de las bacterias Escherichia coli, lo que los convertía en un antibiótico muy efectivo.

Colvin hace notar que las buckyballs, como todas las moléculas que contienen carbono 60 (C60), son verdaderas esponjas electrónicas. Ello los convierte en algo muy interesante para su uso en aparatos electrónicos, como las células solares, donde pueden dirigir electrones en un circuito. Pero esta misma propiedad puede ser muy peligrosa si logran introducirse al interior de las células. Pueden convertir al oxígeno y otras moléculas en radicales altamente reactivos, con capacidad para destruir todos los organelos en el interior de las células. Colvin reporta que al exponer fibroblastos humanos a C60 nanocristalino, se produjo una degradación de sus membranas celulares, y se incrementó su producción de glutatión, un pequeño polipéptido antioxidante que anula radicales libres.

No está claro lo que puede significar para organismos superiores. Sin embargo Oberdörster observa que en peces se produce una degradación similar de los lípidos de la membrana de células cerebrales, cuando éstas se han expuesto a nanocristales de C60. Encuentra también un nivel alto de enzimas detoxificantes, como los p450.

También otras nanopartículas comienzan a preocupar. Anna Shvedova del National Institute for Occupational Safety and Health en West Virginia, anunció que al exponer keratinocitos y células bronquiales epiteliales humanas a nanotubos de carbón (Progresos en la Fabricación de Nanotubos), se observaba daños celulares e incremento de la apoptosis o programa de muerte celular. A su vez, ratas a las que se forzó a respirar las partículas, sufrieron un daño notorio en sus pulmones.

En el hecho se han incrementado los temores de daños potenciales a la salud o al medio ambiente, pero se necesitan muchos más estudios para llegar a conclusiones definitivas. De hecho, Mihail Roco, director del National Nanotechnology Initiative (NNI), ya ha financiado diversos estudios éticos e implicaciones ambientales de la nanotecnología. La Agencia de protección del Medio Ambiente de los Estados Unidos ya ha patrocinado tres programas, con lo que se ha financiado un total de 32 estudios, la mayor parte de los cuales tiene que ver con repercusiones medio ambientales (fig. 2). Pero cada año se están evaluando entre 1500 y 2000 nuevas sustancias químicas, tratando de descartar posibles efectos tóxicos.

Todo recomienda avanzar con precaución. Hay antecedentes de efectos tóxicos derivados de esta tecnología, pero al mismo tiempo de ella se pueden esperar interesantes e insospechados beneficios. Se prevé que nuevas técnicas nanotecnológicas podrían disminuir enormemente los costos de generar electricidad a partir de la energía solar, como también podrían ser muy útiles para purificar el agua o descontaminar el medio ambiente, entre otras posibilidades. Es un mundo nuevo que se abre, en el que ya diferentes compañías han lanzado al mercado más de 130 productos obtenidos mediante las nanotecnologías.