La búsqueda de mejoras en el campo de la innovación tecnológica es continúa. Día a día los investigadores tratan de encontrar aquellos elementos que pueden superar los límites establecidos y que permitan evolucionar la sociedad en la que vivimos. La dificultad que conlleva descubrir un elemento que resulte más duradero, flexible o ligero ha hecho que los caminos explorados por los investigadores sean infinitos. Sin embargo, en los últimos años, una de estas vías se ha impuesto por sus numerosas aplicaciones: los nanomateriales, un concepto que engloba todos aquellos componentes cuyo tamaño se sitúa aproximadamente entre 1 y 100 nanómetros, es decir, la millonésima parte de un milímetro.
Y es que las cualidades de estos materiales, inapreciables para el ojo humano, no son iguales a las de sus homólogos con escala superior.
Como expresa el Director del Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Ramón Martínez, las propiedades de los nanomateriales «son distintas a las usuales, ya que se produce una variación en sus comportamientos físicos y químicos». Estos cambios son habituales en elementos tan usuales como el cobre —una sustancia opaca que a escala nanométrica se convierte en transparente— o el aluminio —un material estable que se transforma en combustible cuando se reduce su tamaño a nanómetros—, dos alteraciones que representan algunas de las nuevas opciones que los nanomateriales ofrecen para la creación de nuevos productos de consumo.
No obstante y como sucede también a escala macroscópica, no todos estos materiales se han desarrollado en la misma proporción. Algunos como los pertenecientes a la familia del carbono, llamados así porque todos ellos están compuestos de átomos de este elemento, se han convertido en los más importantes en los últimos años. Sus mayores usos han sido dentro del campo de la electroquímica mejorando, entre otros aspectos, la capacidad de un objeto para conducir la electricidad.
El grafeno, un material todoterreno
Si hay que destacar un nanomaterial en pleno apogeo que se ha convertido en el rey desde su descubrimiento ese es el grafeno. Dureza, resistencia, flexibilidad o ligereza son algunas de las características que le han hecho convertirse en una alternativa muy utilizada en gran cantidad de sectores.
La electrónica y la telefonía, dentro de este desarrollo, se han transformado en campos donde las potenciales ventajas del grafeno pueden tener un mayor rango de aplicación. Todos los aparatos electrónicos cuentan en la actualidad con microchips, los cuales podrían crearse y adaptarse de una mejor manera a cada dispositivos si estuvieran hechos con este material. Además, algunas compañías ya han fabricado prototipos de teléfonos móviles totalmente flexibles aprovechando esta capacidad del grafeno que los hará, también, más duraderos.
Otra de las áreas donde este nanomaterial puede ser una pieza fundamental es el sector energético, permitiendo la creación de baterías de larga duración que se podrán recargar en tan solo unos segundos. Del mismo modo, las placas solares también se podrán aprovechar del grafeno, gracias a su mayor eficiencia a la hora de captar la luz.
Asimismo, el sector de la automoción podría desarrollar vehículos dónde la protección de sus ocupantes sería casi total, ya que una carrocería de este elemento aguantaría los golpes mejor, gracias a que poseería una dureza y resistencia muy superior a la actual.
Las bacterias, a su vez, tampoco crecen en una superficie compuesta por este material, por lo que el grafeno abre un nuevo horizonte dentro de la industria alimentaria, con la posibilidad de crear envases seguros a prueba de microorganismos.
Tubos para la mecánica y la electrónica
El carbono establecido en forma de nanotubos es otro de los materiales que ha ido ganando presencia en las más recientes investigaciones tecnológicas. La capacidad de este elemento —que puede ser metálico o semiconductor— para transmitir la electricidad, así como su consistencia cuando se trata de soportar altas temperaturas son dos de las principales adelantos que se han asociado ya a este material. Unas mejoras de este nivel podrían hacer a los circuitos que cuenten con este avance ser más estables y alargar su vida útil, un punto muy importante, al igual que con el grafeno, para la industria electrónica.
De igual manera, dentro de la medicina, las investigaciones con este nanomaterial también están en auge. Pese a no ser aún una opción real, algunos estudios señalan que las medicinas encapsuladas con este elemento aumentarían en su efectividad por su mayor precisión a la hora de llegar a la parte afectada, disminuyendo al mismo tiempo el número de efectos secundarios.
Estos beneficios derivados de los nanotubos de carbono podrían significar también un gran paso adelante dentro de la mecánica. El funcionamiento de una máquina o sistema está ligado a aspectos fundamentales como la fricción o el desgaste, dos variantes que se podrían reducirse en gran parte gracias al uso de esta nueva tecnología.
Un material con vistas a la medicina
Si el grafeno y los nanotubos han sido los dos pilares básicos dentro de la familia de los nanomateriales compuestos por átomos de carbono, el fulereno —o fullereno— representa el tercer elemento de moda dentro de esta categoría. Aunque muchas de sus futuras aplicaciones son todavía un misterio, su uso es destacado dentro de la medicina, ya que supone un antioxidante muy efectivo como protección para las células. Del mismo modo, mediante uno de sus derivados conocido como metanofulereno y unido a ciertos fármacos, ha sido también utilizado en la lucha contra el cáncer, ayudando en la actividad de liberar lenta y prolongadamente el medicamento.
Controladores a escala nanométrica
Los diamantes son un mineral único. Con una gran dureza, brillo y luminosidad, esta gema formada por átomos de carbono es un gran atractivo para la joyería y la industria. A escala nanométrica, estos materiales han tenido un papel destacado en el sector de la biomedicina. Al no ser tóxicos, pueden ser fácilmente conjugados con una gran variedad de moléculas bioactivas por lo que podrían servir como un marcador preciso para detectar problemas, por ejemplo, en las células.
Estas propiedades también pueden ser clave a la hora de generar biosensores, es decir, instrumentos dedicados con los defectos de los nanodiamantes a medir valores como el contenido de hierro que un humano posee.
Por todo ello, los nanomateriales representan un verdadero progreso. Como expresa Ramón Martínez, «desde los refuerzos en la construcción a la medicina no hay campo donde estos elementos no se puedan aplicar». Sin embargo y pese a todos estos usos, algunos nanomateriales cuentan con un posible problema que todavía no se ha comprobado: su toxicidad después de un tiempo. «No se sabe los efectos que pueden tener los nanomateriales a largo plazo», recalca Martínez. El futuro de esta revolución puede estar en duda, pero sus aplicaciones son cada día más realistas.
