¿Cómo capitalizar el potencial de la nanotecnología y evitar sus posibles consecuencias negativas? Esa fue la pregunta que Christine Peterson hizo cuando fundó el Foresight Institute, un grupo de expertos en nanotecnología sin fines de lucro hace treinta años. Y ahora, dice, esta pregunta continúa guiándola. Durante los últimos diez años, la nanotecnología ha logrado un progreso significativo y ha encontrado alguna aplicación práctica. Algunos están desarrollando diseños a nanoescala para implantes médicos que podrían estimular el crecimiento de células óseas y la expresión genética positiva. Otros están trabajando para crear nanopartículas manejables que podrían detectar e incluso destruir células cancerosas.
La idea de nanomáquinas que viajan por tu cuerpo y lo reparan a nivel celular se ha acercado a la realidad gracias al desarrollo de nanomotores y nanocohetes. Pero antes de llegar a ellos, Peterson cree que hay otras implicaciones interesantes para la nanotecnología. Por ejemplo, superficies autolimpiantes y catalizadores nanotecnológicos que atraparán los gases de efecto invernadero y convertirán el dióxido de carbono en sustancias que necesitan las fábricas.
A fines del mes pasado, Peterson habló en la Cumbre Global en San Francisco. En esta entrevista descubrirás cómo, en su opinión, la nanotecnología nos ayudará a solucionar el problema del agua, el tratamiento del cáncer y nos llevará a un futuro mejor.
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Nanotecnología hoy: ¿un punto vago en la curva exponencial?
Divido la nanotecnología en tres etapas: materiales, dispositivos, sistemas. Cada uno de ellos sigue su propia curva. En este punto, vemos principalmente productos de nanopartículas, pero no tienen precisión a escala molecular, no son atómicamente precisos. A medida que este parámetro mejore, veremos la aparición de materiales con tanta precisión, especialmente en filtración y catálisis.
Una vez que estos productos lleguen al mercado, los veremos explotar como un cohete. La demanda de agua potable es enorme. La demanda de gestión de gases de efecto invernadero es enorme. Quien llegue primero a estos objetivos, el resultado será positivo.
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Explicar la nanotecnología a un extraño en la calle en pocas palabras
La naturaleza manipula moléculas individuales para crear las cosas más complejas del mundo: plantas, animales y nuestros propios cuerpos. El desafío de la nanotecnología es utilizar sistemas de máquinas moleculares para crear lo que queramos con el mismo nivel de precisión y hacerlo tan limpiamente como la naturaleza.
En 2013, predijo que los avances en nanotecnología en los próximos diez años en la medicina tendrán un impacto significativo en la detección, la obtención de imágenes y el tratamiento del cáncer. ¿Qué avances en nanotecnología han sido los más importantes para la medicina en los últimos años?
Se ha necesitado un gran esfuerzo (cientos de millones de dólares) para utilizar la nanotecnología para combatir el cáncer, y el esfuerzo está dando sus frutos.
Muchos grupos diferentes, como el Centro Stanford para el Avance de la Onconanotecnología, están experimentando con nanopartículas para tratar de obtener comportamientos útiles de ellas, como transmitir una señal de color cuando se encuentra una célula cancerosa o adherirse a una célula cancerosa hasta que se estudia. También pueden programarse para liberar una molécula de señalización especial cuando se detecta una célula cancerosa.
Se pueden crear muchas más reacciones inusuales en el laboratorio. Por ejemplo, una nanopartícula puede absorber luz y crear una vibración acústica de baja potencia cuando se detecta un tumor, o puede liberar calor para destruir una célula.
¿Qué ensayos clínicos son más alentadores para usted?
Uno de mis favoritos es MagArray. Adhiere nanoimanes a las células cancerosas y luego las identifica con una muestra en un chip. Tarda menos de una hora y requiere una formación técnica mínima. Además del cáncer, este método se puede utilizar para controlar las citocinas, lo que es útil cuando se trabaja con el Alzheimer y las enfermedades autoinmunes.
Por supuesto, si podemos combatir el cáncer, y ciertamente podemos hacerlo, el Alzheimer se convertirá en un problema aún mayor de lo que es ahora. Solo luchar contra el cáncer no será suficiente. Necesitamos seguir trabajando y hacer frente a todas las enfermedades crónicas.
¿Hay nuevos “materiales inteligentes” que se estén probando en dispositivos nanotécnicos y que pronto podrían reemplazar las tecnologías modernas? ¿De ser asi, cuales?
Por ejemplo: me gusta la idea de materiales autolimpiables. La Universidad de Cambridge está trabajando para crear superficies en las que se incrustan nanopartículas fotocatalíticas de dióxido de titanio. Utilizan luz ultravioleta para convertir la suciedad de la superficie en dióxido de carbono y agua. Una gota de aceite del tamaño de una huella digital en una superficie de este tipo se elimina en una hora y media.
Algún día tendremos implantes metálicos que no sirven para muchos propósitos. La Universidad de Montreal y sus socios han encontrado una manera de crear patrones a nanoescala en la superficie de dichos implantes, y pueden aumentar el crecimiento de células óseas, reducir el crecimiento de células no deseadas, estimular el desarrollo de células madre y cambiar la expresión génica de manera positiva. Asombroso. Muchos de estos usos han desaparecido literalmente de las páginas de la ciencia ficción.
En Australia, RMIT y la Universidad de Adelaide están trabajando en materiales que utilizan cristales a nanoescala (resonadores dieléctricos) para transmitir o bloquear la luz de una longitud de onda específica. Esto puede llevar a la creación de lentes de contacto que cambien lo que vemos, o incluso a la creación de un head-up display que muestre información adicional en nuestro campo de visión. Finalmente, puedo recordar los nombres de personas que he conocido antes.
Cuando cofundó el Foresight Institute, ¿cuáles fueron sus inspiraciones? ¿Qué pregunta te preocupaba en ese momento?
Entonces me preocupó la pregunta: ¿cómo extraer colosales beneficios de las posibilidades de la nanotecnología y evitar posibles consecuencias negativas, igual de colosales?
Nos gustaría acelerar el desarrollo de aplicaciones médicas avanzadas y otras aplicaciones positivas y evitar que los militares se desarrollen al mismo ritmo. Comprender el poder de la nanotecnología para mejorar la calidad de vida y especialmente la medicina ha avanzado mucho, pero debido a varias restricciones, el uso médico se retrasa constantemente. En el ámbito militar, ocurre lo contrario: los militares obtienen acceso temprano a las nuevas tecnologías y las aplicaciones militares se financian diez veces mejor.
Combine estas tendencias, y queda claro por qué es difícil acelerar el desarrollo de aplicaciones médicas de esta tecnología mientras se ralentiza el desarrollo de las fuerzas armadas. Ésta es una tarea difícil.
Era el año 2025, ¿cómo mejoraba la nanotecnología el medio ambiente?
En este momento, y quizás incluso antes, puede haber dos avances importantes. Primero, podemos resolver el problema del agua usando filtración de precisión molecular. Esta tecnología ya está siendo desarrollada por la empresa privada AquaVia con el apoyo de la National Science Foundation.
En segundo lugar, podemos limpiar el aire de la contaminación, incluidos los gases de efecto invernadero, utilizando catalizadores nanotécnicos que eliminan el dióxido de carbono del aire y lo convierten en productos químicos que se pueden utilizar en la industria. Esto es en lo que está trabajando Christian Schaffmeister de Temple University.
Casi cualquier problema medioambiental que se pueda imaginar se puede resolver teóricamente utilizando nanotecnología avanzada. Fue este sueño de restauración ambiental lo que me empujó a este campo hace décadas, y es bueno ver que finalmente está comenzando a hacerse realidad.
¿Qué puede detenernos en los próximos 10 años?
Ambos prospectos definitivamente están en camino. La única pregunta es cuándo. Necesitamos invertir más recursos en I + D. Hay talentos, hay ideas, el tema es la financiación.
¿Cuál es su "objeto inteligente" favorito del futuro?
Por lo general, recurro al experimento mental. Imagine una silla formada por sistemas de máquinas moleculares. Estas máquinas se pueden reorganizar en otra forma, como una mesa. ¿Cuánto tiempo tardarán en cambiar de forma de una a otra? Puede imaginarse fácilmente este experimento, ya que usted mismo está compuesto por máquinas moleculares.
Imagínese que se pone en cuclillas para formar una silla y luego se pone a cuatro patas y se convierte en una "mesa". Toda la operación toma menos de un segundo. Este es el tiempo máximo que tarda una silla de nanomateriales avanzada en convertirse en mesa. Puede ser más rápido si establece ese objetivo.
Pero mi sueño es una "máquina de reparación celular" que pueda moverse por el cuerpo y reparar el ADN, las proteínas y otras moléculas. Construir un automóvil así no será fácil. Se necesitarán muchas herramientas extraíbles que se pueden cargar y descargar según sea necesario. Pero podía analizar y luego resolver casi cualquier problema físico en nuestro cuerpo, incluido el envejecimiento.
ILYA KHEL
