Pues ya hace un buen rato desde que pasó el Pint of Science 2016 y prometí contaros mi experiencia, pero me he quedado un poco retrasado… Desolé. Aquí va, por fin, esta entrada para todos los que pensábais que ibais a libraros de escucharme por no venir al bar. Ahora estáis de vacaciones: no podéis quejaros de que no tenéis tiempo.

Tech Me Out era el tema para hablar, así que me propuse dar una charla sobre los límites de la nanotecnología: en qué punto estamos y hasta dónde podemos llegar, en qué nos afecta y qué parte de ella está realmente en el mercado… Creo que la gente de «ahí afuera» realmente no tiene ni idea de qué es y de hasta qué punto está en sus vidas, y por eso el título no era únicamente para llamar la atención (que también =), sino para mostrar los muchos aspectos en los que se encuentra, incluyendo el sexo y las drogas…

Pues bien, lo primero que hay que decir hablando de nanotecnología es qué es un nanómetro (nm). Aunque podéis pasaros por alguna antigua entrada para recordarlo, para ahorrar tiempo pondré a prueba vuestro sentido físico con este sencillo juego.

Encuentra el objeto de 1 nm…

Por supuesto, esto es mucho más interactivo en el bar pero como estáis tirados en el sofá o en la playa leyendo esto tendréis que prestar atención. Hay varios objetos que se pasan por mucho, y espero que nadie haya pensado el cabello humano (100000 nm), las bacterias (1000-40000 nm) o los glóbulos rojos (7000 nm). Por otro lado, hay otros que se quedan cortos por mucho, como el núcleo de U (0.000015 nm) o el átomo de H (0.053 nm). Luego hay una zona más dudosa. La luz visible está en el rango de 400-800 nm así que tampoco vale, y los virus, aunque son muy pequeños, suelen tener de 20-400 nm. La respuesta que más se acerca es la glucosa (1.5 nm), aunque el radio de una hélice de ADN es de unos 2 nm y habría estado cerca (si bien su longitud es mucho mayor que 1 nm). La molécula de agua es más sencilla que la glucosa y sólo tiene 0.096 nm.

De todas formas, por si estas comparaciones os resultan complicadas ahí va una fácil de recordar: un nanómetro es lo que crece tu uña en un segundo. Ahora te la estás mirando, ¿verdad? =D No creo que la veas crecer; es una cantidad muy pequeña. Es tan pequeña que si una canica tuviera 1 nm de diámetro, la Tierra entera tendría un diámetro de ¡sólo 1 metro! Imaginad la cantidad de cosas que ocurren (y nos perdemos) entre nuestra escala y la de la glucosa.

Escultura realizada mediante litografía en comparación con un cabello humano (Fuente: http://www.jontyhurwitz.com/nano/)

Pues bien, la nanotecnología consiste en la manipulación de la materia a esas escalas, donde al menos una de sus dimensiones es inferior a 100 nm. ¿Se puede realmente ver y manipular la materia en ese mundo? La respuesta es que sí, y basta la impresionante imagen de aquí al lado para demostrarlo. Por medio de procesos litográficos podemos diseñar prácticamente cualquier patrón imaginable. Sin embargo, eso no significa que sea fácil.

Ejemplo de un fallo litográfico en un circuito (Foto de Kaito Takahasi)

Estos métodos se llaman top-down, porque se parte de cosas grandes y se va esculpiendo hasta conseguir partes más pequeñas, pero son costosos y lentos. Además a veces, como en el famoso caso del nanoretrete, fallan. Por eso, una tendencia muy habitual en la actualidad es preferir los procesos bottom-up, que consisten en ensamblar cosas muy pequeñas para obtener otra mayores. Esto tampoco es fácil, y ya os conté las sorpresas que encontramos a veces cuando lo hacemos con nanopartículas de Ga.

Formas de crear nanocosas: de arriba a abajo (top-down) o de abajo a arriba (bottom.up). Fuente desconocida.

Ya. Ya sé lo que estáis pensando: ¿y aquí cuando llega el sexo? Pues bien, ahí va mi primer ejemplo: supercondones. Un equipo de Estados Unidos ha utilizado una estrategia de ensamblado de fibras para producir preservativos más resistentes, tanto como anticonceptivos como para prevenir la transmisión de enfermedades, y que además son biodegradables. Esto, lo miren como lo miren, es nanotecnología aplicada al sexo. El proyecto, de hecho, ha recibido 1 millón de dólares de la fundación Bill Gates para comercializarlo. Quizá dentro de poco te lo encuentres en la farmacia.

Fibras poliméricas nanométricas que actúan como anticonceptivos (Fuente: Ball et al., PLOS One 7, e49792, 2012)

¿Y las drogas? Pues bien, los métodos de ensamblado se han vuelto tan sofisticados que se pueden aplicar hasta en cadenas de ADN. La compañía Parabon Nanolabs usa este sistema para imprimir drogas en 3D. Es algo increíble. Diseñan secuencias complementarias de ADN a medida, pensadas para atrapar las moléculas terapeúticas específicas para nuestro cuerpo. Pueden ensamblarlas con la forma particular que quieran. Luego basta repetir el proceso muchas veces y ya está la droga. Este tipo de tecnología permitirán en muy poco tiempo revolucionar la medicina personalizada. En pocas palabras: ya no irás a la farmacia a pedir un antiinflamatorio, sino que te secuenciarán el genoma en 10 minutos, te diseñarán el mejor antiinflamatorio para ti y te lo imprimirán en 1 día. Hoy por hoy esto es ciencia ficción, pero estamos en el camino para que no lo sea en unos años.

Sistema de impresión 3D de medicamentos (Fuente: Parabon Nanolabs)

Aunque, por supuesto, si hay un campo donde la nanotecnología es la reina es el de la electrónica. No hace falta mencionar cómo ha transformado nuestras vidas, pues posiblemente estáis leyendo esto en un dispositivo táctil que es capaz de deciros el pulso si ponéis el dedo sobre la cámara. Pero, ¿hasta dónde va a llegar? Hace unos años el tema del que se siempre se hablaba era la miniaturización y la famosa ley de Moore. Más chips, más rápidos, más pequeño… Pero aunque sigue siendo verdad que cada vez tenemos más chips a nuestro alcance, la nanoelectrónica ha cambiado mucho el enfoque desde entonces. ¿Cómo?

Ejemplo de la ley de Moore (sobre el aumento del número de transistores por chip) usando la cara de Lara Croft. (Fuente: http://www.vox.com/2015/2/1/7955921/lara-croft-moores-law)

Veamos un ejemplo sencillo: ¿recordáis la película In Time (2011)? En la película todo el mundo lleva un reloj implantado en el brazo que mide el tiempo de vida que les queda. Pues bien, ahora comparad las imágenes:

¿Ciencia o Ficción? Cada vez más cerca. Arriba: fotograma de la película In time (2011) Abajo: imagen de un dispositivo corporal real (2016)

Arriba la película, abajo una imagen real (2015) de un dispositivo de piel electrónica. Evidentemente hay algunas diferencias de estilo, pero el caso es que en la actualidad la integración entre electrónica (inorgánica) y seres vivos (orgánicos) no sólo es viable sino que será difícilmente inevitable. Esto significa que no estamos tan lejos de convertirnos en cyborgs llenos de sensores y sistemas de comunicación. Si creéis que eso no pasará, pensad en cuánta gente conocéis con esas pulseras que os dicen los pasos, las horas de sueño, tu temperatura, tu pulso… Y pensad: ¿y si la pulsera se pudiera llevar por debajo de la piel permanentemente? ¿Y si además pudiera conectarse a tu cerebro?

No, de verdad que eso no es ficción. La nanotecnología ya está ahí, y para mostrároslo voy a acabar con otro ejemplo de implantes neuronales electrónicos que descubrí en mi último congreso sólo hace unos meses. Estos implantes utilizan circuitos eléctricos flexibles e incorporan además microcanales para suministrar productos químicos. Tienen una doble función: por un lado suministran fármacos y por otro estimulan eléctricamente la zona dañada de forma que se puede recuperar la parálisis en lesiones medulares graves. ¿No es algo impresionante?

Así que ésta es la idea: la nanotecnología ya está aquí y ha venido para quedarse. La veáis o no, existen muchos productos en el mercado que dependen de ella (ropas antimancha o impermeables, cremas corporales, materiales autoreparadores, músculos artificiales…) y cambiará nuestra vida. Ya lo está haciendo. Eso sí, como cualquier tecnología existe para estar a nuestro servicio. Puede ser muy buena o muy mala. El verdadero reto que tenemos frente a ella es aprender a usarla. Y en eso todavía tenemos mucho que aprender como especie…

Espiral de aumento de temperatura en el planeta (Fuente: Ed Hawkins)

@DayInLab

Referencias:

Le debo mucho al un artículo divulgativo 8 Incredible Nanotechnologies that Actually Exist Today, del que cogí las ideas del sexo y las drogas, pero donde hay muchos más ejemplos de aplicaciones de la nanotecnología. Otro artículo interesante es 15 Astonishing Real-Life Applications of Nanotechnology. Sobre las maravillas de la litografía os recomiendo visitar el video de la CNN sobre Jonty Hurwitz.

Dedicatoria:

Quiero agradecer a toda la gente que hizo el evento posible, empezando por Jorge Bueno, que pensó en mí desde el primer momento. A mi gran compañera de bar, Nuria, con la que fue un placer compartir charla porque es siempre una inspiración (¡exclusiva!: me ha prometido que os contará su charla de fusión nuclear en DayInLab también). A Marta Seror por alegrarnos con su monólogo de extraterrestres. Y por supuesto a todos los buenos amigos que se acercaron a tomar algo conmigo ese día, aunque la ciencia no sea lo más apasionante de sus vidas… Y finalmente tengo que agradecer especialmente a una persona que cumplía años ese día y que quiso robar unos minutos a ese importante acontecimiento escuchándome: ¡felicidades Mayte!