¿Qué es la nanotecnología?
Es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala.
Cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de átomos y moléculas, demuestra fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas.
Su impacto en la vida moderna aún parece una historia de ciencia ficción. Fármacos que trabajan a nivel atómico, microchips capaces de realizar complejos análisis genéticos, generación de fuentes de energía inagotables, construcción de edificios con micro robots, combates de plagas y contaminación a escala molecular, son sólo algunos de los campos de investigación que se desarrollan con el uso de la nanotecnología, conocimiento que permite manipular la materia a escala nanométrica, es decir, átomo por átomo.
Simulación y diseño de nanosistemas, típicamente a través de software de mecánica molecular. Esto es lo que están haciendo Drexler, Merkle, Globus y su equipo en la NASA. Se nos muestra que es físicamente posible crear determinados artilugios interesantes pero no se nos dice cómo.
El futuro de la investigación nano tecnológica
Auto-ensamblado. Se utilizan medios químicos para producir materiales o sistemas a partir de componentes a escala nanométrica. Un ejemplo típico es una mono-capa de alguna molécula orgánica que se auto-ensambla a una superficie. El auto-ensamblado funciona inherentemente de forma paralela y, por lo tanto, permite la producción de constructos relativamente grandes a gran velocidad. No obstante, tiende a producir estructuras altamente simétricas tales como conjuntos regulares. Empleado en conjunción con una técnica para el modelado de superficies, puede producir estructuras irregulares necesarias en determinados artilugios. Algunos ejemplos interesantísimos de estructuras auto-ensambladas son las construcciones de ADN de Seaman, que son simétricas pero tridimensionales y no están construidas sobre superficies.
Ensamblado guiado (o robotizado), normalmente mediante el uso de microscopios de efecto túnel para posicionar componentes de forma precisa y aplicar fuerzas. Esto es lo que estamos haciendo en mi laboratorio y en algún otro. Tiene la ventaja de permitir la producción de estructuras asimétricas y la desventaja de ser un proceso en serie y por lo tanto lento. Puede, no obstante, ser paralelizado utilizando conjuntos de puntas de microscopios de efecto túnel, que en la actualidad están siendo construidos en varios laboratorios y estudiados en el nuestro desde el punto de vista computacional. El ensamblado robótico me parece un enfoque excelente para prototipicar artilugios o estudiar su factibilidad.
Nanolitografía, por ejemplo, mediante el uso de microscopios de efecto túnel para crear estampados de líneas en una superficie, tal y como lo hace el grupo de Lyding de la Universidad de Illinois (EE.UU.). Está relacionado con el ensamblado guiado (o des-ensamblado) porque, habitualmente, los estampados se dibujan en la superficie o bien depositando o bien removiendo partículas.
