Avances en Nanotecnologia

Los 10 avances en nanotecnología

Nos acercamos al final del 2015 y, como cada año por estas fechas, es hora de hacer balance. La ciencia y la tecnología avanzan cada vez más rápido y nos sorprenden cada día. Sin duda, ha habido muchísimos más avances a lo largo de este año, pero en este artículo hemos querido recoger 10 de los más impactantes.



1. Nanobots dirigibles para la administración de fármacos

Investigadores en ingeniería mecánica del ETH Zurich, el Instituto Federal de Tecnología de Suiza, han construido unos robots microscópicos que se pueden introducir en el cuerpo humano cargados con un fármaco para liberarlo exactamente en la zona que se desea tratar. Los investigadores llevan los nanobots hasta la zona en cuestión, guiándolos desde fuera con campos magnéticos.

Los nanobots ya se han probado “in vivo” en un entorno extremadamente delicado: el ojo. En los experimentos realizados, nadaron a través del humor vítreo –el gel transparente que llena el globo ocular– y liberaron el fármaco en el área de la retina.

Entre otras cosas, se podrían utilizar para tratar enfermedades relacionadas con la edad, como la degeneración macular, que puede causar ceguera; o en el tratamiento de enfermedades coronarias, en cuyo caso se podrían guiar los nanobots con un catéter de 2 a 3 milímetros de diámetro.
El siguiente paso son las pruebas en humanos.

2. Nanotubos de oro para combatir el cáncer

Investigadores del Instituto Leeds de ciencias bioquímicas y ciencias clínicas de la Universidad de Leeds han demostrado el éxito de un tratamiento con nanotubos de oro en un modelo ratón con un cáncer humano.

Los investigadores observaron que la longitud de los nanotubos influía en su capacidad para absorber la luz y descubrieron una nueva técnica de fabricación de nanotubos que permite controlar la longitud de los nanototubos fabricados. Gracias a esa técnica, pudieron producir nanotubos de oro con las dimensiones adecuadas para absorber un tipo de luz llamado “infrarrojo cercano”.

A continuación, utilizando un haz de luz láser pulsado, aplicaron una luz de la frecuencia adecuada a los nanotubos que circulaban por el cuerpo para calentarlos, hasta conseguir una temperatura lo suficientemente elevada como para destruir las células cancerosas.


3. La bombilla más fina del mundo

Investigadores de la Universidad de Columbia, la Universidad Nacional de Seúl (SNU) y el Instituto Coreano de Investigación de Stándares y Ciencia (KRISS) consiguieron crear una fuente de luz visible en un chip utilizando como filamento el grafeno, una forma de carbono perfectamente cristalina y ultrafina.


Para ello, unieron unas pequeñas tiras de grafeno a unos electrodos de metal, sobre un sustrato e hicieron pasar una corriente a través de los filamentos de grafeno para calentarlos, creando así la bombilla más fina del mundo.

Según los investigadores, cuyos resultados se publicaron en línea en Nature Nanotechnology el 15 de junio de 2015, este nuevo tipo de emisor de luz de “banda ancha” se podría integrar en los procesadores y, sin duda, allanará el camino hacia la creación de pantallas transparentes, flexibles y de apenas unos átomos de grosor; y hacia las comunicaciones ópticas en circuitos integrados basados en grafeno.
4. Pantallas LCD capaces de mostrar imágenes y vídeos holográficos a todo color

Una startup llamada Leia presentó un prototipo de su nueva pantalla 3D en la Mobile World Congress de Barcelona y anunció que a finales de año presentaría un pequeño “holomódulo” o mini pantalla holográfica capaz de producir imágenes y videos en 3D a todo color y visibles, sin gafas especiales, desde 64 puntos de vista diferentes.

La clave de la tecnología es un invento que la compañía denomina “multiview backlight” (retroiluminación multivisión), que aprovecha los avances en la capacidad de controlar los caminos que la luz sigue a nanoescala.

El dispositivo, denominado “Dev Kit” se puede adquirir ya en la web de la compañía por 399 dólares.

5. Los circuitos integrados de 7 nanómetros de IBM 

Tras numerosos descubrimientos y una inversión de 3.000 millones de dólares en investigación, IBM presentó en julio de 2015 sus circuitos integrados de 7 nanómetros, en los que los componentes electrónicos en miniatura son tan pequeños que los transistores integrados en ellos tienen una longitud de apenas la 7 mil millonésima parte de un metro. Es decir, son 1.400 veces más pequeños que un cabello humano.

Estos nuevos circuitos integrados garantizan que la famosa Ley de Moore, según la cual el número de componentes de un procesador se duplicaría cada dos años, seguirá vigente, al menos, por un tiempo. Y una vez que proliferen en el mercado, veremos dispositivos electrónicos mejores, más rápidos y más baratos, desde ordenadores a los dispositivos u objetos cotidianos inteligentes y conectados entre sí del llamado “Internet de las cosas“. 

6. Un libro con nanopartículas que transforma el agua contaminada en agua potable

El libro, conocido como “The Drinkable Book” (El libro potable) podría salvar millones de vidas en todo el mundo. Sus páginas de papel, tratadas con nanopartículas, actúan como filtro y son capaces de purificar el agua cuando pasa a través de ellas, eliminando más del 99% de las bacterias.

Su uso es muy sencillo y similar al de un filtro de café. Basta con arrancar una hoja del libro, ponerla en un soporte para filtros y verter sobre ella el agua que se quiere purificar (de ríos, arroyos, pozos, etc.).

Las páginas del libro contienen nanopartículas de plata y cobre, conocidas por su poder antibacteriano. Al pasar por el filtro las bacterias mueren y al otro lado sale agua limpia.

Cada página es capaz de depurar hasta 100 litros de agua, por lo que un solo libro podría filtrar el suministro de agua de una persona durante unos cuatro años.


7. Diminutos dispositivos electrónicos de monitorización inyectables en tejidos vivos con una jeringa

Un grupo de investigadores de la Universidad de Harvard y el Centro Nacional de Nanociencia y tecnología de Pekín desarrollaron unos dispositivos electrónicos flexibles tan diminutos que fue posible inyectarlos en el tejido cerebral de ratones vivos con una jeringa y una aguja de 0,1 milímetros de diámetro. Apenas una hora después de haber sido inyectados los dispositivos empezaron a monitorizar la actividad biológica en las cavidades internas.

Los nuevos dispositivos podrían tener una gran cantidad de aplicaciones biomédicas, entre ellas, la comprobación de las señales electrofisiológicas relacionadas con la epilepsia y la arritmia.

Los resultados de la investigación se publicaron en línea en la revista Nature Nanotechnology el 8 de junio de 2015.
8. Secuenciación y ensamblaje de un genoma completo de un organismo vivo con un dispositivo tan pequeño como un teléfono móvil

Investigadores de Canadá y el Reino Unido han secuenciado y ensamblado, por primera vez, el genoma completo de un organismo vivo, la bacteria Escherichia coli, utilizando un dispositivo que cabe en la palma de una mano.

Sus resultados, publicados en la revista Nature Methods, demuestran que la tecnología funciona y sientan las bases para usarla en la secuenciación de genomas de organismos cada vez más complejos, hasta llegar finalmente a los seres humanos.

Las principales ventajas del nuevo secuanciador: su tamaño, muy inferior al de un secuenciador normal; y que, para utilizarlo, basta con conectarlo a un ordenador portátil a través de un cable USB.

Ampliada, esta tecnología se podría utilizar, algún día, para secuenciar genomas tumorales. Y la naturaleza portátil del dispositivo permitirá que la secuenciación sea algo mucho más accesible, proporcionando un diagnóstico y un tratamiento más personalizados a más pacientes.


9. Unas arañas tejen hilos reforzados con carbono tras ser rociadas con nanotubos

Según unos investigadores en ciencias de los materiales de la Universidad de Trento, en Italia, tras rociar a las arañas con un agua que contenía nanotubos de carbono y copos de grafeno, éstas produjeron las fibras más duras jamás medidas hasta la fecha, superando incluso a las fibras poliméricas sintéticas de alto rendimiento (como kelvar49).

Todavía no está claro cómo incorporan los nanotubos de carbono y los copos de grafeno en su seda las arañas, pero según los investigadores, lo más probable es que las arañas ingieran el agua con los materiales a base de carbono, de forma que éstos se incorporan posteriormente en la la parte central de la fibra, donde tienen un mayor impacto en su resistencia.

Todo indica que la técnica se podría utilizar en otros organismos –animales y plantas– con el fin de obtener nuevos materiales biónicos. Los investigadores presentaron sus resultados en abril de 2015.

10. Encontraron nanotubos de carbono en los pulmones de niños de París 

Este último no es un avance pero, sin duda, es un descubrimiento impactante. Unos científicos de la Universidad de París-Saclay, en Francia, han detectado, por primera vez, nanotubos de carbono en humanos, concretamente, en los pulmones de niños parisinos. La cuestión es si esos nanotubos pueden ser dañinos o no para la salud.

Los nanotubos de carbono han mostrado un gran potencial en infinidad de sectores, entre ellos la informática, el textil o la medicina, gracias a sus fabulosas propiedades, que hacen que sea extremadamente ligero, resistente y conductor. Sin embargo, en los últimos años se ha generado un gran debate en torno a la seguridad de su uso. ¿Se han realizado realmente todas las pruebas necesarias para garantizar que no tendrán ningún efecto perjudicial para los humanos y el medioambiente?

El reciente descubrimiento resulta, cuando menos, inquietante. El origen de estos nanotubos todavía no está claro, pero los investigadores afirman haber encontrado estructuras similares en el polvo y tubos de escape de los vehículos de París.