El porvenir de lo pequeño

Lo pequeño, entendiendo por ello sistemas o dispositivos que comprenden desde decenas hasta millones de átomos o moléculas, está de moda. Una moda que ha superado los límites del ámbito científico. La palabra nanotecnología aparece con cierta frecuencia en los medios de comunicación y sobre ella se debate en los foros sobre la economía del siglo XXI. Grandes producciones cinematográficas -Minority Report es un buen ejemplo-, hacen un uso inteligente del vocabulario nanotecnológico e incluso anticipan algunos de los resultados esperables de la nanotecnología como el papel electrónico.

Este auge no deja de ser sorprendente y paradójico pues a comienzos de 2005 puede afirmarse que de forma estricta no existe ningún dispositivo comercial desarrollado a partir de conceptos genuinamente nanotecnológicos. Y, sin embargo, la Comisión Europea y Gobiernos como los de Japón, EE UU o China están apostando decisivamente por este campo científico. ¿Por qué?

En realidad lo pequeño siempre ha estado con nosotros. Por ejemplo, un anticuerpo, en su aspecto más común y fundamental, consta de aproximadamente 20.000 átomos y podría encerrarse en una esfera de 5 nanómetros de radio. Su pequeño tamaño no impide (o quizás es gracias a su tamaño) que desempeñe un papel individual y fundamental en el sistema inmunológico.

La emergencia de la nanotecnología no proviene pues del descubrimiento de nuevas estructuras, aunque sí se hayan producido algunas tan interesantes como los nanotubos de carbono, ni por la importancia que los sistemas pequeños tienen en la naturaleza sino por el desarrollo de un nuevo tipo de instrumentos y técnicas experimentales que permiten la investigación, manipulación y sobre todo la individualización de sistemas de tamaño nanométrico. Técnicas que en definitiva permiten el control de lo pequeño.

Existen tres razones que explican la inevitabilidad de la nanotecnología. Por un lado está el músculo económico de la industria de la microelectrónica. El éxito y la ubicuidad de los circuitos integrados está basado en la miniaturización, es decir, en la capacidad para fabricar dispositivos cada vez más pequeños. Lo pequeño en electrónica presenta varias ventajas, entre ellas una respuesta más rápida, y un menor consumo de energía por operación. La tendencia a la miniaturización se expresa de forma totalmente fenomenológica en la llamada ley de Moore (Gordon Moore es uno de los fundadores de la empresa que fabrica los famosos procesadores Pentium). Según esa ley, los microprocesadores de 2010 serán nanotecnológicos. De forma totalmente independiente, la emergencia de la nanotecnología está propiciada por la convergencia que se observa entre diferentes disciplinas científicas como la biología molecular, la química supramolecular, la ingeniería electrónica o la física de la materia condensada. Esta convergencia es, por una parte, consecuencia de la propia madurez que han alcanzado esas disciplinas y, por otra parte, surge de la coincidencia parcial o total en la metodología y técnicas experimentales usadas e incluso en el tipo de sistemas bajo estudio. Y esa convergencia se materializa precisamente al estudiar las propiedades de sistemas pequeños. Finalmente, la razón última que explica esta convergencia es la invención y desarrollo de nuevos instrumentos como las pinzas ópticas o el microscopio de fuerzas, metodologías como la autoorganización o el autoensamblaje, o de potentes herramientas de cálculo. Todo ello está permitiendo un estudio individualizado, preciso y escalable de lo pequeño.

Los proponentes más entusiastas de la nanotecnología esperan ver dentro de unos 10 años la aparición de una revolución (nano)tecnológica sobre la cual descansará la Sociedad del Conocimiento del siglo XXI. Pero con independencia de que las visiones más extremas se materialicen - siempre debemos ser cautos con las predicciones basadas en un conocimiento incompleto- el triunfo de lo pequeño será inevitable. A diferencia de lo que sucedía hace casi 50 años, cuando Richard Feymann definió el ámbito de la nanotecnología, ahora los científicos disponen de los instrumentos, los conceptos, la financiación, la motivación y casi la necesidad de hacer inevitable la irrupción de lo pequeño en nuestras vidas.

Ricardo García es profesor de Investigación del Instituto de Microelectrónica de Madrid, CSIC.