Nanotecnología, Revoluciones industriales, CTI en México…

¿Te imaginas ver lo que mide un milímetro partido en un millón de partes? Pues justo eso es lo que les valió el Premio Nobel de Química a sus desarrolladores. El impacto del Nanoscopio ya es tan grande, que se le reconoce como una piedra angular de la Tercera Revolución Industrial, junto con los avances digitales, entre varios adelantos multidisciplinarios  de la CTI (Ciencia, Tecnología e Innovación): habrá cambios en nuestra vida diaria, en los modos de trabajar y todos comenzamos a vivirlos ya, por lo que se debaten protocolos de seguridad y procedimientos en todo el mundo.

El Premio Nobel de Química 2014 fue para Erik Betzig (EUA), Stefan W. Hell (Rumania/Alemania) y W. E. Moerner (EUA), por el desarrollo del microscopio de fluorescencia con alta resolución. O sea, un nanoscopio, con el que es posible ver incluso las estructuras internas de bacterias, hongos y virus: el nanomundo. Por ejemplo: un virus puede medir unos 100 nanómetros y el grosor de las cadenas del ADN –nuestra historia genética entera, dentro de cada una de nuestras células- mide unos 2 nanómetros (40 mil veces más fino y delgado que un cabello humano).

Robots nano para curar en sitios específicos para cada persona, materiales reforzados con materiales nano, indestructibles, fotografías con resoluciones jamás vistas, construcciones que ocurren en minutos y aparecen frente a nuestros ojos como si vinieran de la nada (porque los robots constructores son nano). Millones de oportunidades, que provienen del trabajo científico, cuyo esfuerzo continúa pues, esas escalas, las propiedades de la materia son muy distintas a las que presenta la que utilizamos todos los días: los científicos y desarrolladores requieren aplicar principios de mecánica cuántica, ajustes en el lugar real de átomos y moléculas con el fin –por ejemplo- de evitar los cambios radicales en las propiedades de esos materiales (como la de su reactividad química).

¿Y México, qué con la Nanotecnología?

Hay áreas bien reconocidas de desarrollo nanotecnológico: existen un buen número de empresas pequeñas y emergentes que comercializarán desarrollos extranjeros y algunos nacionales. Y otras grandes, como Vitro, Peñoles, Pemex y laboratorios como BASF, por ejemplo. Existen ya campos industriales especializados en la nanoindustria, como el de Chihuahua. Y, lo que da sentido y fundamenta lo anterior, es la investigación básica y aplicada de punta que se hace en la UNAM, Cinvestav, CONACyT, IPN; también, en San Luis Potosí, en el IPICyT y centros de estudios diversos en Querétaro, Puebla y Mérida. Sin embargo, el todo luce incierto (Záyago-Lau y Foladori, 2010) dada la falta de políticas de apoyo claras y eficientes, para que México se inserte de lleno en esta Tercera Revolución Industrial, que estará basada en la Nanotecnología.

Se trata de apoyos y la creación de todo tipo de estructuras que articulen la generación de patentes y las metas para la equidad social, con el fin de evitar ensanchar aún más las brechas económicas y sociales, que son vastas: estructuras legales, de repercusiones ambientales, del análisis de impactos en distintos ámbitos –en todos los desarrollos de CTI, hay bondades y riesgos, que requieren evaluación profunda y transdisciplinaria-  y del desarrollo profesional de recursos humanos nacionales, incluidos los de la Divulgación de las Ciencias, para que el país cuente con una red institucional y de recursos robusta: estamos hablando de cambiar la forma de vivir, propiamente.

Existe una Red Latinoamericana de Nanotecnología y Sociedad, que en su Seminario Internacional, demandan –junto con la Fundación MacArthur y la Universidad de California Santa Bárbara (Centro para la Nanotecnología en la Sociedad)- que:

–Las empresas informen a los sindicatos cuando incorporen nanomateriales manufacturados o nano-estructuras en sus procesos productivos o sus productos.

–Los gobiernos y organizaciones internacionales como la Organización Mundial de la Salud (OMS), la Organización Internacional del Trabajo (OIT) y la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), adopten enfoques precautorios para la protección de los trabajadores en sus políticas y recomendaciones sobre salud y seguridad relativas a la nanotecnología.

¿Por qué todas estas provisiones? Pues porque toda revolución industrial apareja cambios profundos y de largo alcance respecto de cómo trabajamos, así como los medios y los conocimientos que requerimos para lograrlo: mundialmente, existen casi 2 mil productos (NSF y French National Center of Scientific Research, 2012) en el mercado nanotecnológico y, sin duda, esta especialidad irá a la cabeza de los cambios tecnocientíficos del siglo. Hoy, el mercado es de unos mil millones de dólares y tiende a un crecimiento espectacular. Es una ciencia convergente, pues requiere insumos de conocimientos provenientes de todas las ciencias básicas (matemáticas, física, química, biología, computación). De modo, que todo parece indicar que el asunto de la Sociedad del Conocimiento… es una gran verdad, que tenemos aquí, frente a nosotros, en nuestras narices.

¿Y qué conmigo?

En México, tendría que haber un apoyo real y sostenido a la CTI y a su divulgación, así como a la educación de los profesionistas disponibles para estas industrias, si quisiéramos montarnos en las olas industriales del mundo y generar recursos adicionales, que tanta falta hacen. Puesto que la revolución industrial cambiará la forma en la que vivimos, trabajamos y nos organizamos, es deseable el efecto cascada para toda la población, en forma de sitios de trabajo y mayor educación, por ejemplo.

Tú, como persona, sí puedes hacer algo:

–Puesto que la Tercera Revolución Industrial ya es una ola enorme en el mundo, es necesario comprenderla. Es recomendable leer Divulgación de la Ciencia. Existen muchos materiales en la red mundial y en muchos idiomas, incluido el español ¡Agárrale el gusto a la CTI! Investigación y producción basadas en la CTI tenderán a aumentar en todo el mundo y de manera constante, siempre.

–Al reflexionar en las ventajas y desventajas de todo desarrollo, es más fácil dejar de ser como una hoja al viento –donde te lleve la gran estructura- y decidir qué deseas para tu vida y cómo estructurarla y dirigirte paso a paso hacia ella.

–Participa en la Sustentabilidad, desde la Ciencia Ciudadana, que ofrece opciones de enlazar a ciudadanos cuidadores del ambiente, con instituciones que tienen ese mismo fin.

–Lee y enriquece tu cultura científica y tecnológica: no sólo seas usuario de la tecnología y abarca más temáticas en tus lecturas: trata de comprender cómo funciona el mundo natural –por ejemplo- pues la ciencia es la que lo describe y explica. Conviértete en gestor y generador de tecnología.

–Navega por los sitios que cuentan con divulgación de la CTI. Te quedarás asombrado de sus desarrollos, prospectos y visiones.

Recursos multimedia y Divulgación de la Ciencia

El Nanoscopio supuso la habilidad para darles la vuelta a las dificultades que se percibían desde la Óptica Clásica (Abbe, 1873). Desde los últimos 20 años del siglo pasado, estos científicos ganadores –cada quien en sus industrias y academias- analizaban cómo ir más allá del cálculo menor para la longitud de onda, pues era indispensable mejorar la resolución (la mitad de la longitud de onda de la luz: 2 mm).

Una de las características de algunas moléculas, es la fluorescencia, su capacidad para emitir luz. Por cierto, desde 1560, el monje franciscano y etnógrafo Bernardino de Sahagún y autor de la Historia General de la Nueva España la describió, a partir de Eysenhardita polystacha, que los aztecas utilizaban como diurético y como una agua mágica, pues brillaba con coloraciones azules al contacto con el agua.

La fluorescencia ocurre cuando un electrón orbital de una molécula, átomo y nanoestructura, está en su estado de energía más bajo, luego de haber sido excitado por causas externas. En ese estado también llamado de vacío, emiten un fotón, es decir, la partícula elemental de la luz.

En un microscopio anterior al Nanoscopio, se utilizaban dos rayos de luz, que estimulaban a las moléculas para brillar y el segundo, para cancelar la fluorescencia, salvo en los volúmenes nanométricos. Al hacerlo en toda la superficie de la molécula fluorescente, parte por parte, lograron imágenes con una resolución… nanométrica. Y así fue como Hell, en el año 2000, “brincó” el límite de Abbe y pasó de lo milimétrico a lo nanométrico.

Por su lado, Eric Betzin y William Moerner, trabajaron por separado para hacer mejoras a la microscopía enfocada a una sola molécula –hasta entonces, era posible ver a un grupo de moléculas sin definición, sin claridad- al prender y apagar moléculas individualmente. Al superponer las imágenes generadas -y usar distintos colores, que fue la propuesta de Betzig- se logró una imagen con mayor resolución. Incluso, en 3D. Con el conocimiento detallado de las estructuras y componentes de una sola molécula, será posible estudiar el desarrollo de todo tipo de enfermedades.

Hoy, el Nanoscopio tiene aplicaciones en tantas áreas de las ciencias tradicionales (Medicina, Física, Química y sus industrias) como en las ciencias emergentes (invención de materiales novedosos, física y química cuántica). Y por eso, su invención, es uno de los mayores pilares que sostienen lo que hoy ya se llama Tercera Revolución Industrial.

México no subió a la ola de la Primera Revolución Industrial, basada en los motores a vapor y carbón (se usó el hierro y se aplicó en la industria textil): fueron los extranjeros quienes pusieron los trenes y los rieles en México. Tampoco se montó en la segunda (dio paso a la industria química, por ejemplo): aunque se instalaron redes para la electricidad y para los medios masivos de comunicación, los mexicanos no fueron creadores de tecnologías, de manera sucesiva y constante, aunque sea bien conocido el caso del ingeniero Guillermo González Camarena y su aporte como inventor del principio de la televisión a color (escasas golondrinas, no conforman primavera…). Más tarde, el país sólo llegó a construir prototipos de automóviles, pero no los puso a rodar en todas las calles, como sí hicieron los coreanos en su momento (y crearon riqueza para su país).

El microscopio fue inventado por el holandés Anton van Leeuwenhoek, quien personalmente tallaba los cristales con los que miraba –asombrado- el micromundo hacia 1680. Alcanzó unos 280 aumentos y ver objetos que medían 1.4 mm y los describió, más por asombro y curiosidad, que por un ánimo científico dirigido y metódico, aunque con un registros diligentes, que apuntaban a las evidencias. Aunque construyó y regaló numerosos microscopios, se llevó a la tumba el secreto que guardaba para pulir sus lentes. Otros desarrolladores produjeron los microscopios con los que trabajaron los microbiólogos y fue hasta 1950 cuando fue posible reproducir sus lentes.

Los laureados continúan utilizando sus avances para entender los componentes básicos de distintos tipos de vida. Hell eligió mirar dentro de las células nerviosas, para comprender mejor las sinapsis entre las neuronas del cerebro. W. E. Moerner, estudia las proteínas relacionadas con el Mal de Huntington (desorden genético que afecta la coordinación muscular y conduce a la pérdida de capacidad cognitiva y síntomas adversos de la conducta). Betzig estudia la división celular presente en distintos tipos de embriones.

*Directora y fundadora de Luciérnagas: Creatividad, Conocimiento y Sociedad. Museóloga en Papalote, Museo del Niño y en Sietecolores, Ideas Interactivas: guionista, curadora de colecciones y desarrollo de contenidos. Traductora de inglés, francés y alemán. Comunicóloga (UNAM) y Pg. en Periodismo de la Ciencia y en Filosofía Política y Social (U. de Navarra). Miembro de la Sociedad Mexicana para la Divulgación de la Ciencia (Somedicyt).