Grandes retos del siglo XXI

Algunos estudios técnico-económicos realizados por empresas especializadas revelan que las inversiones en el área de nanotecnología por parte de los gobiernos de los países avanzados y las empresas líderes son muy cuantiosas, y se justifican por el hecho de que se esperan grandes avances científicos y tecnológicos.

El que nuestro país pueda participar en este nuevo campo es un reto que requiere de un esfuerzo enorme en ciencia y tecnología, a través de la formación de los recursos humanos adecuados, el equipamiento de los laboratorios de investigación y su aprovechamiento eficiente, el financiamiento de proyectos de gran envergadura, la colaboración multidisciplinaria y la vinculación con las instituciones gubernamentales y la industria. Los resultados dependen de que se combinen estos factores de la manera adecuada. La integración de estos esfuerzos permitirá alcanzar los objetivos de generar innovación que impulse el desarrollo económico y el bienestar de la población.

Desde el punto de vista académico, se puede mencionar que los laboratorios de investigación mexicanos están siguiendo muy de cerca los descubrimientos realizados en el mundo. Con financiamiento de Conacyt y de las instituciones educativas como la UNAM, el IPN, la UANL, entre otras, se han realizado inversiones para formar laboratorios especializados en nanotecnología en diferentes partes del país. En el aspecto gubernamental se están realizando reuniones y acuerdos con países como Estados Unidos y organismos de comercio como la oecd, para integrarse en el contexto mundial de la legislación y el intercambio comercial de las nanotecnologías.

En la perspectiva de las empresas que desean tener ventajas competitivas, existe también un gran interés en desarrollar nuevos productos que los ubiquen de manera preponderante en el mercado. En algunos sectores como el de cerámicas y pisos, cemento y sus derivados, polímeros y plásticos de especialidad, papel, computación, almacenamiento de datos, ya se están elaborando proyectos para incorporar nanotecnología en sus productos y procesos. En Nuevo León se ha creado una incubadora de nanotecnología y un clúster de nanotecnología que están impulsando los proyectos de la industria en este campo.

En cuanto a producción y comercio mundial, los nuevos desarrollos de la nanotecnología implican, como cualquier actividad humana, algunos riesgos, y por lo tanto se deben tomar precauciones para que se desarrollen las medidas de regulación y protección adecuadas, al mismo tiempo que la comercialización. El uso de las nanotecnologías se puede reglamentar a través de normas y regulaciones, como se ha hecho en un gran número de tecnologías que se han incorporado a la vida diaria.

ANTECEDENTES

Las propiedades de la materia relacionadas con el tamaño se conocen desde hace muchos siglos. Se han utilizado partículas muy pequeñas en la preparación de colorantes para vidrio (catedrales), cerámicas (arabes) o en el color azul maya característico de nuestra cultura precolombina. Asimismo, desde hace tiempo se han aplicado nanoestructuras como catalizadores, adsorbentes, bactericidas, etcétera; sin embargo, no se tenía plenamente identificado el concepto de cambio de las propiedades de la materia sólida que se generan al disminuir su tamaño.

El descubrimiento del microscopio de tunelamiento de electrones en 1986 por Binnig y Mueller, abrió la puerta a la identificación y manipulación de los átomos en una superficie conductora. De esta manera se identificaron los arreglos de los átomos en la superficie y pudieron ser ordenados para formar palabras. El desarrollo de otras tecnologías de observación y análisis de la estructura atómica, como el microscopio electrónico de transmisión con haz de iones enfocados, filtros omega, corrección de aberración, etcétera, coadyuvaron a entender las propiedades de la materia a la nanoescala. De gran importancia para la nanotecnología fue la creación de supercomputadoras que permitieron modelar nanoestructuras relativamente complejas y el desarrollo de un gran número de métodos de síntesis de nanopartículas y de nanoestructuras, utilizando técnicas de sol gel, microemulsión, autoensamblado y coprecipitación, entre otras.

El rápido avance de las nanociencias en los noventa, llevó a que se realizara en Estados Unidos un análisis de las posibilidades de que esta nueva área de la ciencia generara innovación competitiva que se tradujera en un beneficio para la sociedad. Esto dio lugar a la Iniciativa Nacional de Nanotecnología, anunciada por el presidente Clinton en el año 2000 y que otorgó financiamiento dedicado a fortalecer las actividades de investigación, formación de recursos humanos y desarrollo de tecnología, que produjeran innovaciones aplicables a mediano y largo plazo.

La visión de una nueva revolución tecnológica en el siglo XXI basada en las aplicaciones de la nanotecnología se extendió rapidamente, y otros países o regiones diseñaron sus propios proyectos de desarrollo de la nanotecnología. Japón, Europa, India, e incluso naciones latinoamericanas como Brasil y Argentina, fueron incorporándose en los siguientes años a ese impulso de generar innovación y competitividad con base en el control de las propiedades de la materia a la nanoescala.

Los avances de la nanotecnología, como cualquier actividad humana, no están exentos de riesgos, y por lo tanto se debe tener precaución para que se desarrollen al mismo tiempo que la comercialización y las medidas de regulación y protección adecuadas. El riesgo es un factor que estamos acostumbrados a incluir en nuestras actividades diarias. Se sabe que todos los días, desde que nos levantamos, estamos expuestos a riesgos, ya sea por la actividad que realizamos o por la exposición a sustancias que ponen en peligro nuestra salud. Por ejemplo, al tomar un baño o al salir a correr al parque podemos sufrir caídas; asimismo, al usar desodorantes, aromatizantes e insecticidas estamos utilizando sustancias tóxicas que afectan nuestro organismo o a la naturaleza. Otros riesgos a los que estamos acostumbrados son el uso de la estufa de gas o de aparatos eléctricos, o a la conducción de un automóvil. En este último caso, aumentamos de manera voluntaria los riesgos cuando ingerimos alcohol, utilizamos el celular, vamos a exceso de velocidad o volteamos a ver a alguien muy atractivo.

Por lo tanto, se deben diseñar estrategias que permitan determinar las medidas que regulen la producción de nanomateriales, así como su uso y disposición. Este trabajo ya se realiza en otras regiones del mundo y conviene involucrarse en su desarrollo, aun cuando las visiones pueden ser diferentes en cada caso. En la actualidad, México participa con especialistas de Estados Unidos para definir las reglamentaciones en nanotecnología, coordinadas por el Centro Nacional de Metrología (Cenam).

ESTADO ACTUAL DE LAS NANOCIENCIAS EN EL PAÍS

El estudio de partículas de muy pequeño tamaño y sus aplicaciones se realiza en el país desde finales de los años setenta, antes aun de que se identificara el campo de investigación como nanociencias, lo cual se llevó a cabo a principios de los noventa. Se ha investigado la síntesis, la caracterización y la aplicación de pequeñas partículas metálicas, se han modelado clústers o aglomerados de baja dimensión y se ha caracterizado la estructura y composición de las superficies sólidas. Los principales grupos de investigación se desarrollaron en las áreas de física, química y ciencia de materiales, en instituciones como el Instituto de Física y la Facultad de Química de la UNAM, el Instituto Mexicano del Petróleo, la Universidad Autónoma Metropolitana, el Instituto de Ciencias de la Universidad Autónoma de Puebla y el Cinvestav.

Existen estudios de la situación de las actividades y los actores que juegan un papel preponderante en nanociencia y nanotecnología (NyN) en el país. Se han identificado los grupos de investigación, las redes existentes, las temáticas principales, los centros dedicados, las instituciones que imparten licenciaturas y posgrados, las empresas que están desarrollando productos, los clústers e incubadoras formadas, así como los recursos humanos involucrados.