El nanomundo es un ámbito fascinante de estudio e investigación,
repleto de objetos diminutos
que debido a su nanotamaño se escapan de nuestra percepción.
Pero están más cerca de lo que pensamos,
en lugares muy próximos y objetos cotidianos.
La investigación científica en este ámbito,
está siendo fundamental para el desarrollo de nanomateriales,
nanodispositivos y estrategias de fabricación,
que van a permitir revolucionar la manera de comunicarnos,
transportarnos, diagnosticar y tratar enfermedades,
producir y almacenar energía,
detectar y eliminar la contaminación y hasta construir nuestros hogares.
"Sin duda, una nueva revolución industrial
con grandes implicaciones sociales",
tal y como argumenta Pedro Serena, doctor en Ciencias Físicas
e investigador del Instituto de Ciencias de los Materiales del CSIC.
Una línea que ha permitido emprender un proyecto de estrecha colaboración
entre el CSIC y la UNED,
cuyo resultado ha sido la realización
de esta serie de programas de televisión,
para dar a conocer el conocimiento científico en el ámbito de lo nano,
que actualmente se está produciendo en nuestro país.
En el capítulo anterior, Fernando Moreno,
investigador científico del Centro Nacional de Biotecnología,
nos explicó en detalle la línea de investigación
en la que está trabajando actualmente.
Su objeto de estudio,
se basa en la observación de las interacciones
que se producen entre ADN y proteínas,
con el fin de detectar aquellas que están involucradas
en el mantenimiento y reparación del propio ADN.
Son aproximaciones realmente novedosas, que como no,
tienen también a la nanotecnología como principal aliado
y cuyas aplicaciones en el ámbito de la biotecnología y la biomedicina
están siendo fundamentales.
De otros avances también muy relevantes en estos ámbitos,
nos va a hablar nuestro invitado de hoy,
Ricardo García,
investigador del Instituto de Ciencias de los Materiales del CSIC,
especialista en técnicas de microscopía.
Pero, dejemos que él mismo nos lo cuente.
Hola, buenos días Ricardo.
Estamos en el vestíbulo
del Instituto de Ciencias de los Materiales de Madrid,
perteneciente al CSIC,
al que te acabas de incorporar recientemente
como uno de los mayores expertos de este país
en nanociencia y nanotecnología.
Podrías decir por qué es realmente interesante
hacer las cosas cada vez más pequeñas,
qué es lo que sacamos de hacer las cosas pequeñas.
Hay varios aspectos que confluyen.
Primero, desde el punto de vista de un dispositivo, un transistor,
el elemento central de los ordenadores
o de los teléfonos inteligentes,
más pequeño significa más rapidez,
lo electrones que tienen que viajar de un lugar a otro del transistor
al recorrer menos espacio tardan menos tiempo.
Más pequeño significa también un menor consumo energético
porque están involucrados menos número de átomos
o de elementos activos si se consume menos energía,
y también significa la posibilidad de hacer dispositivos más ligeros.
Esos son aspectos que soportan
el interés tecnológico y económico de la nanotecnología.
Al ser más pequeños los dispositivos o los elementos
que componen un dispositivo más grande
se permite la mayor capacidad de integración,
podemos incluir dentro de una misma área un mayor número de componentes.
Parece que la nanotecnología ha sufrido un boom
en los últimos diez años
pero los que estáis trabajando en este tema
sabéis que la cosa viene de largo
¿quiénes son los pioneros de la nanotecnología?
Es una pregunta complicada de resolver.
Yo creo que como he mencionado al principio
la nanotecnología tiene un aspecto integrador
o de combinación de distintas especialidades.
Creo que en cada especialidad ha habido pioneros
que han visto la necesidad de entender
las interacciones moleculares para construir objetos macroscópicos.
En mi área específica y que creo que simboliza
a la nanociencia y la nanotecnología
ha sido el desarrollo de nuevas técnicas de microscopía,
con la microscopía de efecto túnel y de fuerzas.
En este sentido, los inventores de esas técnicas,
Gerd Binning y Heinrich Rohrer, hace 30 años casi,
han sido pioneros porque han dado imágenes,
han puesto los ojos a la nanotecnología.
La nanotecnología no depende sólo de estas técnicas,
pero estos microscopios han puesto los ojos
a los avances en nanociencia y nanotecnología.
Después de esta visión general
de la nanociencia y la nanotecnología,
eres el investigador principal,
el coordinador de un proyecto llamado Fuerzas para el Futuro,
Force-For-Future,
un Proyecto Consolider
que cuenta con una financiación razonable que ahora ya es escasa.
¿Puedes comentar en qué consiste este proyecto,
qué es lo que estáis llevando a cabo, qué estáis trabajando en él?
Este proyecto trata de desarrollar estas técnicas de microscopía
que se llaman microscopio de fuerzas,
que es por así decirlo un dedo de tamaño molecular
y con este dedo vamos a intentar reconocer los átomos,
las moléculas, las proteínas, las células
y medir sus interacciones mecánicas y sus fuerzas.
Tratamos de desarrollar microscopios
más avanzados de los que existen actualmente en dos aspectos:
uno, que sean más rápidos y otro que sean más sensibles
y que nos permitan no sólo ver objetos, proteínas, células
sino también reconocer sus propiedades
y separarlos e identificarlos.
El objetivo final que perseguimos es que en un plazo,
pongamos diez años,
la microscopía de fuerzas sea un elemento
que pueda aparecer en hospitales o en el análisis clínico
de la misma forma que hay otras técnicas
que han surgido en laboratorios físicos
como la resonancia magnética nuclear, los rayos X, los ultrasonidos,
que ya son elementos de las áreas de salud y están en los hospitales.
Perseguimos que esto suceda con el microscopio de fuerzas.
Has hablado de la existencia de unos microscopios como dedos,
son microscopios de fuerzas atómicas.
¿Puedes contarnos un poco más en qué consisten estos microscopios,
qué es lo que hay detrás,
que mecanismos se encuentran subyacentes?
El microscopio de fuerzas es como un dedo, trata de medir,
o de ver, de tomar imágenes,
sintiendo la fuerza que ejercen los átomos de este dedo
con los átomos del sistema que queramos estudiar,
una célula, una proteína, un transistor de un circuito integrado.
Lo que cambia es que el dedo que tenemos
es un dedo de tamaño molecular,
muy pequeñito y por tanto las fuerzas que se ejercen
son también muy pequeñas y para mí esta es la mejor imagen
de lo que es el microscopio de fuerzas,
un dedo pasando por una superficie,
con un dedo que realmente tiene el tamaño de un átomo.
Realmente la microscopía de fuerzas ha sido un invento revolucionario
de hace aproximadamente 30 años
porque cambió el paradigma en microscopía.
Hasta su invención en 1986 todos los microscopios utilizaban haces,
bien de partículas, como los microscopios electrónicos,
o bien de fotones, de luz, como los microscopios de ópticos.
La microscopía de fuerzas puso un nuevo tipo de interacciones,
las interacciones mecánicas, las fuerzas, el tacto,
para tomar imágenes con gran resolución espacial,
se pueden ver los átomos, las moléculas,
y efectivamente esto es un cambio de paradigma
y un aspecto revolucionario
en cuanto al desarrollo de técnicas de microscopía.
Hemos pasado por un montón de posibles aplicaciones
de la microscopía de fuerzas,
has hablado de aplicaciones en hospitales, etc.,
y sin embargo provienes de un grupo que hace inicialmente ciencia básica,
pero también tienes patentes.
¿Cómo es posible transferir conocimiento básico
desde el mundo de la nanociencia
a algo más aplicado como la nanotecnología?
¿Cómo se realiza esa transferencia de conocimiento?
Yo creo que al final,
de la investigación básica salen los grandes desarrollos,
inventos que sostienen la vida en el S. XXI.
En mi caso concreto,
a partir de entender cómo funcionan los microscopios,
hemos podido desarrollar
mejores aplicaciones que es lo que hemos patentado.
Y también, a partir de estudios fundamentales
sobre dispositivos electrónicos como transistores,
hemos podido diseñar circuitos más eficientes
que también pueden tener aplicaciones prácticas.
Yo creo que los mayores avances tecnológicos
y los objetos que más utilizamos
han surgido de laboratorios muy fundamentales o básicos.
Tras el repaso sobre lo que son las fuerzas atómicas,
¿qué papel tiene España en el contexto internacional
de la nanociencia y la nanotecnología?
¿Qué nivel tenemos, qué nos falta,
que deberíamos tener para mejorar estas posiciones
en el contexto internacional?
En mi opinión, el potencial científico es muy grande,
hay muy buenos investigadores
en el área de nanociencia y nanotecnología en España,
que han hecho ya contribuciones científicas
relevantes y destacadas y que están reconocidas.
Donde tenemos una gran debilidad
es en que no hay un contexto industrial o tecnológico
alrededor de los núcleos científicos.
Esto dificulta o impide la transferencia de conocimientos
y que se cree un entorno en nanotecnología
que a su vez motive nuevos desarrollos científicos.
La falta de este elemento yo creo que es la que más perjudica,
el elemento más negativo que veo ahora mismo en España.
¿Qué sectores del país crees que son los que en primer lugar
pueden ser beneficiarios de los desarrollos
de la nanotecnología que hacemos nosotros en este país?
Es una pregunta complicada.
Yo creo que España es un país avanzado
y puede aspirar a tener cierto liderazgo en bastantes áreas.
Esforzándonos en nuestras necesidades concretas,
yo creo que habría que focalizar esfuerzos en el área de energía,
en tener fuentes de energía más eficientes
y ver en qué aspectos la nanotecnología puede contribuir.
También creo que deberíamos fortalecer las aplicaciones
de instrumentación en el área de salud,
qué aspectos de la nanotecnología
pueden tener implicaciones en el área de salud.
Pero dicho esto también creo que no hay que descuidar ningún aspecto
que pueda ser relevante para el desarrollo tecnológico.
Hemos hablado de efectos de tamaño,
las cosas pequeñas cambian sus propiedades,
pero en los últimos seis o siete años
los gobiernos parece que están teniendo ciertas cautelas,
o están esforzándose en hacer ver que las nanotecnologías son seguras,
porque también ha habido grupos de presión
que hablan de la existencia de nanopartículas,
por ejemplo ciertos procesos de la nanotecnología
que pueden conllevar cierto riesgo.
¿Qué opinas al respecto?
¿A tu juicio qué hay de verdad o de mentira
detrás de todo este tipo de afirmaciones?
En mi opinión la nanotecnología no es más peligrosa
que ninguna otra actividad científica, o técnica, o humana.
No es más peligroso trabajar en nanotecnología
que construir un automóvil.
Ciertamente hay aspectos que necesitamos saber,
qué grados de toxicidad pueden tener las nanopartículas,
pero en este sentido no hay nada misterioso,
es algo que se puede estudiar, entender y controlar.
Los seres humanos hemos estado expuestos
a partículas de tamaño nanométrico desde que la especie humana existe
porque en el aire ya existen y las hemos absorbido, metabolizado.
La nanotecnología no va a suponer un aumento de nanopartículas
porque las que se van a diseñar para una aplicación concreta
aparecerán en esa aplicación,
no aparecerán en el aire o en la atmósfera como grandes contaminantes.
En ese sentido creo que no hay que tener ninguna alarma.
Hay que entender las cosas cómo funcionan
que es lo que tratamos de hacer, controlarlas,
y no tiene mayor riesgo que ninguna notra actividad
de la que estamos más familiarizados.
Muchas gracias, muy interesante la entrevista.
En el próximo capítulo,
contaremos con la colaboración de José Francisco Fernández Lozano,
del Instituto de Cerámica y Vidrio del CSIC,
con una amplia experiencia
en el procesamiento de materiales cerámicos funcionales
cuyas propiedades se basan
en microestructuras y nanoestructuras complejas.
No os lo perdías, os esperamos.