lasnanotecnologias

LAS NANOTECNOLOGIAS: 

1. ¿Qué es la nanotecnología?

1.1 La nanotecnología es la ciencia que interviene en el diseño, la producción y el empleo de estructuras y objetos que cuentan con al menos una de sus dimensiones en la escala de 0.1 milésimas de milímetro (100 nanómetros) o menos.

La nanotecnología podría tener repercusiones de gran alcance para la sociedad. En la actualidad ya se utiliza en sectores como el de la información y las comunicaciones. También se emplea en cosméticos, protectores solares, textiles, revestimientos, algunas tecnologías alimentarias y energéticas o en determinados productos sanitarios y fármacos. Además, la nanotecnología podría ayudar a reducir la contaminación ambiental.

Sin embargo, las nanopartículas manufacturadas tienen propiedades y efectos muy diferentes a los de los mismos materiales en tamaños convencionales, lo que puede plantear nuevos riesgos para la salud del hombre y de otras especies. De hecho, es posible que los mecanismos de defensa del hombre no consigan reaccionar adecuadamente ante la presencia de dichas partículas manufacturadas, que poseen características completamente desconocidas para estos mecanismos de defensa.

Las nanopartículas podrían además propagarse y persistir en el entorno, con el consiguiente impacto para el medio ambiente.

2. ¿Cuál es la situación actual de la nanociencia y la nanotecnología?

Los conocimientos actuales sobre la nanociencia provienen de avances en los campos de la química, física, ciencias de la vida, medicina e ingeniería. Existen diversas áreas en las que la nanotecnología está en proceso de desarrollo o incluso en fase de aplicación práctica.

En la ciencia de los materiales, las nanopartículas permiten la fabricación de productos con propiedades mecánicas nuevas, incluso en términos de superficie de rozamiento, de resistencia al desgaste y de adherencia.

En biología y medicina, los nanomateriales se emplean en la mejora del diseño de fármacos y su administración dirigida. También se trabaja en el desarrollo de nanomateriales para instrumental y equipos analíticos.

Productos de consumo tales como cosméticos, protectores solares, fibras, textiles, tintes y pinturas ya incorporan nanopartículas.

En el campo de la ingeniería electrónica, las nanotecnologías se emplean, por ejemplo, en el diseño de dispositivos de almacenamiento de datos de menor tamaño, más rápidos y con un menor consumo de energía.

Los instrumentos ópticos, tales como los microscopios, también se han beneficiado de los avances de la nanotecnología.

3. ¿Qué propiedades físicas y químicas tienen las nanopartículas?

Con frecuencia, las nanopartículas cuentan con propiedades físicas y químicas muy diferentes a las de los mismos materiales a escala convencional.

Las propiedades de las nanopartículas dependen de su forma, tamaño, características de superficie y estructura interna. La presencia de determinadas sustancias químicas también puede alterar dichas propiedades.

La composición de las nanopartículas y los procesos químicos que tienen lugar en su superficie pueden alcanzar una gran complejidad.

Las nanopartículas pueden agruparse o permanecer en estado libre, en función de las fuerzas de atracción o repulsión que intervengan entre ellas.

4. ¿Cómo se forman las nanopartículas?

Las nanopartículas libres pueden aparecer de forma natural, liberarse involuntariamente en procesos industriales o domésticos como la cocina, la fabricación y el transporte, o diseñarse específicamente para productos de consumo y tecnologías punta. 

4.1 En estado líquido, las nanopartículas manufacturadas se forman principalmente a partir de reacciones químicas controladas, mientras que las que se forman de manera natural aparecen por la erosión y degradación química de plantas, arcillas, etc. 

4.2 En estado gaseoso, tanto las nanopartículas de origen natural como las manufacturadas se forman mediante reacciones químicas que transforman los gases en gotas minúsculas que más tarde se condensan y se expanden. Muy pocas veces se forman mediante la descomposición de partículas de mayor tamaño.

4.3 Tanto en las zonas rurales como en las urbanas, un litro de aire puede contener millones de nanopartículas. En las zonas urbanas, las nanopartículas provienen en su mayor parte de motores diésel o automóviles con catalizadores estropeados o funcionando en frío. En algunos lugares de trabajo, la exposición a las nanopartículas presentes en el aire puede plantear un riesgo potencial para la salud.

5. ¿Qué aplicaciones tienen las nanopartículas en los productos de consumo?

Las nanopartículas permiten la creación de superficies y sistemas más fuertes, ligeros, limpios e “inteligentes”. En la actualidad se utilizan en la producción de lentes irrayables, pinturas antigrietas, revestimientos antigrafiti para muros, protectores solares transparentes, etc.

Las nanopartículas pueden servir para aumentar la seguridad de los automóviles, por ejemplo mejorando la adherencia de los neumáticos, la rigidez del chasis o eliminando los deslumbramientos y empañamientos en los cristales y cuadros de mandos.

También pueden mejorar la seguridad de los alimentos y su embalaje.

Por último, tienen un amplio abanico de aplicaciones prácticas en biología y medicina; sirven por ejemplo para dirigir fármacos hacia los órganos o células deseados.

6. ¿Qué efectos perjudiciales podrían tener las nanotecnologías?

6.1 Algunas nanopartículas tienen las mismas dimensiones que determinadas moléculas biológicas y pueden interactuar con ellas. Pueden moverse dentro del cuerpo humano y de otros organismos, pasar a la sangre y entrar en órganos como el hígado o el corazón, y podrían también atravesar membranas celulares. Preocupan especialmente las nanopartículas insolubles, ya que pueden permanecer en el cuerpo durante largos periodos de tiempo.

6.2 Los parámetros que influyen sobre los efectos de las nanopartículas para la salud son su tamaño (las partículas de menor tamaño pueden comportar un peligro mayor), la composición química, las características de su superficie y su forma.

7. ¿Cómo puede medirse la exposición a las nanopartículas?

7.1 La detección de nanopartículas es una tarea difícil, tanto en gases como en líquidos. Las nanopartículas tienen un tamaño tan reducido que sólo los microscopios electrónicos pueden detectarlas. Hasta hace poco tiempo, no se contaba con instrumentos capaces de detectar y analizar partículas de apenas unos nanómetros.

La mayoría de las personas se exponen cotidianamente a las nanopartículas presentes en el aire ambiente, que proceden en gran parte del humo de los motores diésel. Se trata de una exposición baja en términos de masa, pero considerable si tenemos en cuenta el número de partículas. De hecho, el número de partículas, su tamaño y las características de su superficie determinan su forma de interactuar con los organismos vivos.