¿Qué es la Nanotecnología?

Las últimas décadas han presenciado un increíble desarrollo de la tecnología. Palabras como computadora, internet, robot, satélite, clonación, y chip se han integrado a nuestro vocabulario formando un cúmulo de conceptos nuevos y revolucionarios que han cambiado nuestra forma de vivir. Podemos ver la tecnología en muchos aspectos cotidianos de nuestra vida; sin embargo, existe una tecnología "invisible" en desarrollo que, en mi opinión, opacará a todas las demás: la nanotecnología molecular (NM).

La NM es una tecnología de manufactura que permite un control meticuloso de la estructura de la materia a bajo costo. Dicha tecnología está basada en la manipulación de átomos (!) a través de máquinas pequeñísimas (de ahí el nombre, el cual proviene del prefijo nano, que denota un factor de 10^-9). El famoso físico Richard Feynman fue uno de los primeros en expresar esta posibilidad cuando en 1959 dijo: "los principios de la física, hasta donde puedo ver, no hablan en contra de la posibilidad de manipular cosas átomo por átomo."

La tesis central de la nanotecnología es básicamente que casi cualquier compuesto químico estable que puede ser especificado puede ser construido. Así pues, dada la fórmula química del agua (H₂O), se puede desarrollar un proceso que permita tomar estas tres moléculas e integrarlas para "construir" agua.

Una de las aplicaciones de la NM son los llamados "materiales inteligentes". Este término se refiere a cualquier material diseñado y construido en una escala nanométrica para una tarea en específico. Existe un sinnúmero de aplicaciones comerciales para estos materiales. Por ejemplo, se podrían construir materiales que se auto reparan, tal como lo hace la piel humana, y ser utilizados en la construcción de vehículos o viviendas. Los materiales inteligentes son buenos ejemplos de aplicaciones útiles de la NM, pero palidecen en comparación con la complejidad (y la utilidad) de los nanorobots.

Un nanorobot Foglet en Wikipedia

Los nanorobots son pequeñísimos robots provistos de un brazo mecánico capaces de manejar reactivos diversos con el fin de producir las reacciones químicas necesarias para manipular átomos. Partiendo de que todas las cosas del universo están compuestas por átomos, los nanorobots serían capaces, por lo menos en principio, de construir cualquier cosa (incluso otros nanorobots). Esta idea nos lleva a pensar en un industria manufacturera que produciría cosas con nubes de trillones de nanotobots trabajando en conjunto, cada uno realizando una trillonésima parte del trabajo. Si se logran los objetivos planteados, la NM tendería a reducir la escasez de bienes manufacturados y permitiría la manufactura de muchísimos más productos (como comida o medicina), lo que definitivamente tendría un impacto considerable en la forma en que entendemos la economía.

Además de las obvias aplicaciones para construir cosas, los nanorobots podrían ser utilizados para desarrollar "niebla útil"—un conjunto enorme de nanorobots simples que cambian su forma y sus propiedades para formar objetos macroscópicos de acuerdo a cierta especificación. Así, diferentes clases de estas nieblas reemplazarían a un sinnúmero de objetos físicos. Otra importante aplicación de los nanorobots sería en el campo de la medicina. La habilidad de diseñar, construir, y desplegar vastos números de nanorobots haría posible la eliminación de enfermedades y la recuperación efectiva y rápida de diversos traumas. Los nanorobots médicos también podrían hacer posible la corrección de defectos genéticos, lo que en conjunto tendría un impacto enorme en la salud pública.

Como pueden darse cuenta, el número de aplicaciones que se podrían desarrollar con los nanorobots es inagotable. Tal y como Ralph Merkle lo menciona:

"La NM nos permitirá continuar con el desarrollo en el área de la manufactura hasta los límites fundamentales impuestos por las leyes físicas. Nos permitirá desarrollar computadoras moleculares extremadamente poderosas. Podremos desarrollar materiales muchas veces más livianos que el acero pero con la misma fuerza. Seremos capaces de producir aviones, cohetes, automóbiles o incluso sillas, que de acuerdo a los estándares actuales, serían extremadamente livianos, fuertes, y baratos. Herramientas quirúrgicas moleculares, guiadas por computadoras moleculares e inyectadas en el torrente sanguíneo, podrían encontrar y destruir células cancerígenas o bacterias invasoras, limpiar arterias, o proveer oxígeno cuando la circulación sea limitada.

La NM reemplazará nuestra industria manufacturera con una manera nueva, radicalmente más precisa, menos cara, y más flexible de construir. El objetivo no es simplemente reemplazar la manera en que se producen los chips de computadora, sino también reemplazar las líneas de ensamblaje de carros, televisiones, teléfonos, libros, herramientas quirúrgicas, misiles, libreros, aviones, tractores, y todo lo demás. El objetivo es un cambio penetrante en la manufactura, un cambio que lo afectará todo. El progreso económico y el poder militar en el siglo 21 dependerán fundamentalmente de mantener una posición competitiva en el área de la nanotecnología."

Como muchos de ustedes seguramente ya vieron, la NM viene con riesgos enormes. En primer lugar, la NM es una de las tecnologías que algunos analistas creen que podría llevar a una singularidad tecnológica—es decir, al desarrollo de una inteligencia sobre humana a través de medios tecnológicos. Por otro lado, es concebible que la NM podría permitir el desarrollo de armas más destructivas que las convencionales. Además, la NM podría permitir que las armas de destrucción masiva se auto-repliquen (como los virus y las células cancerosas lo hacen cuando atacan el cuerpo humano).

Con respecto al tema de la auto-replicación, existe el temor de que, si se logra el desarrollo de nanorobots que se auto repliquen utilizando materiales de origen natural, éstos podrían consumir todo el planeta en su búsqueda de materias primas (!!). Algunos críticos se han referido a esta situación como el "goo gris" describiendo lo que quedaría del mundo en caso de un holocausto producido por hordas insaciables de nanorobots. A la luz de este y otros peligros potenciales—como el desplazamiento (o extinción) de especies por la fiera competencia de recursos—el Foresight Institute (fundado por K. Eric Drexler) ha elaborado un conjunto de directrices para el desarrollo ético de la nanotecnología, que incluye la prohibición de nanorobots auto-replicantes en la superficie de la Tierra, por lo menos, y posiblemente en otros lugares.

Gray Goo en lolsingularity

La NM es todavía un área en desarrollo; actualmente la investigación en el área está centrada en la mecanosíntesis de diamantes. En el último reporte A Matter of Size: Triennial Review of the National Nanotechnology Initiative, todavía no puede verse claramente cómo lograr el desarrollo de la NM como se ha planteado:

"Aunque los cálculos teóricos se puede hacer hoy en día, el rango alcanzable de los ciclos de reacciones químicas, las tasas de error, la velocidad de operación, y la eficiencia termodinámica de estos sistemas de fabricación no se pueden predecir de forma fiable en este momento. Por lo tanto, la perfección alcanzable y la complejidad de los productos manufacturados, en tanto que se pueden calcular en teoría, no se pueden predecir con confianza. Finalmente, las rutas óptimas de investigación no se pueden predecir de forma fiable en este momento. La financiación de investigación que produzca demostraciones experimentales que enlacen modelos abstractos y guíen una visión de largo plazo es lo más apropiado para lograr este objetivo."

Como ven, afortunada o desafortunadamente parece ser que todavía falta un rato para que presenciemos el ascenso del nanorobot. En todo caso, más que preguntarme en este momento si es cuestión de décadas o siglos, me quedo con la pregunta: ¿sobreviviríamos a esta tecnología?

Hekanibru

Fuentes: [1], [2], [3], [4].