A pesar de su tamaño, la nanotecnología está teniendo un impacto industrial
El campo emergente de la nanotecnología ha sido considerado durante mucho tiempo como oscuro, si no incluso un poco aterrador. Sin embargo, la nanotecnología está demostrando su potencial en diferentes sectores, haciendo que las empresas piensen en cómo su organización podría beneficiarse de máquinas y materiales minúsculos. He aquí seis áreas en las que la nanotecnología ya ha demostrado ser muy prometedora.
1) Nanomedicina
Usando sistemas portadores a nanoescala, los fármacos pueden administrarse de forma mucho más específica y eficiente. La nanomedicina combina propiedades químicas y mecánicas para ayudar a los pacientes y a los profesionales, buscando fabricar medicamentos que lleguen a la zona deseada mucho más rápido que las inyecciones o píldoras tradicionales. A diferencia de los medicamentos existentes, las nanopartículas pueden atravesar ciertas barreras biológicas dentro del cuerpo.
Sin embargo, a pesar de los innumerables estudios, la nanomedicina sigue siendo en gran medida teórica. Por el momento, la mayoría de los trabajos sobre nanomedicina se han limitado a ensayos clínicos y aún no han irrumpido en la atención sanitaria general. Aun así, según un informe publicado por Transparency Market Research, se prevé que el mercado mundial de la nanomedicina alcance los 177.600 millones de dólares a finales de año. Los usos futuros podrían incluir tratamientos para diversas enfermedades como el Alzheimer, el cáncer y la diabetes, así como la lucha contra la resistencia a los antimicrobianos y los tejidos de nanoingeniería.
2) Fabricación
Muchos de los debates en torno a la nanotecnología giran en torno a cómo puede utilizarse en la fabricación. Llevar a cabo procesos a nanoescala reduce los costes, mejora la eficiencia y la calidad de los materiales. Por ejemplo, ArcelorMital produce acero con nanopartículas que le permite fabricar vigas y placas más ligeras y delgadas, pero más resistentes. MesoCoat ha desarrollado un revestimiento de nanocompuestos llamado CermaClad para las tuberías de la industria petrolera, que ofrece resistencia a la corrosión. El revestimiento puede aplicarse a menor temperatura y a mayor velocidad que los métodos convencionales, lo que permite reducir el coste y abaratar las tuberías.
Otra interesante nanoinnovación en la fabricación son las puntas de diamante a nanoescala. En colaboración con investigadores de la Universidad de Illinois y de la Universidad de Pensilvania, la empresa Advanced Diamond Technologies ha creado un nuevo tipo de nanopunta para el procesamiento térmico hecha completamente de diamante. Suena excesivo, pero no olvidemos que las puntas de diamante tienen 10nm de diámetro…
3) Energía
Una de las principales ramas de la energía en la que se considera que la nanotecnología tiene especial potencial es la solar. En las células solares de nanoingeniería, las partículas más pequeñas y los materiales con estructuras moleculares diferentes facilitan una mayor absorción de energía. Desgraciadamente, los esfuerzos de NanoSolar por sacar al mercado las nanocélulas solares fracasaron y la empresa se vio obligada a cerrar en 2013. En años más recientes, la energía solar ha recibido un renovado interés. Ahora hay una larga lista de empresas solares que podrían aprovechar la nanotecnología en sus productos.
Además de la energía solar, la nanotecnología se está aplicando en las baterías de iones de litio. Candace Chan, profesora de ingeniería de la Universidad Estatal de Arizona, ha desarrollado un método para hacer más seguras las baterías sustituyendo el líquido inflamable que contienen por nanomateriales cerámicos sólidos conductores del litio. Un uso más amplio de los nanomateriales en la construcción también podría mejorar la eficiencia tanto de la iluminación como de la calefacción, ya que las nanopartículas son mucho mejores en la absorción.
4) Electrónica
En un mundo dominado por los datos, es vital manejar la información con rapidez y a escala. Por suerte, en lo que respecta a la electrónica, la nanotecnología puede ofrecer los chips más pequeños, rápidos y potentes necesarios para satisfacer las demandas de big data. Mediante el uso de nanotubos de carbono, la empresa de nanotecnología Nantero desarrolló un chip de memoria NRAM (memoria de acceso aleatorio no volátil basada en nanotubos) para sustituir a los chips de memoria Flash de alta densidad.
Intel también se apresuró a reconocer los beneficios de la electrónica impulsada por la nanotecnología. En 2014, la compañía lanzó el primer procesador de 14nm para ordenadores finos y sin ventilador. El chip Core M era un 50% más pequeño y un 30% más delgado que su predecesor, y rápidamente se desvelaron otros planes para una versión de 10nm. Luego, en 2015, un consorcio liderado por IBM, competidor de Intel, reveló un chip de prueba de 7nm. El chip es el resultado de un proyecto de investigación de cinco años y 3.000 millones de dólares. En otras palabras, gracias a la nanotecnología, la Ley de Moore sigue viva.
5) Alimentos
La nanotecnología está ayudando a resolver el problema mundial del desperdicio de alimentos haciendo que estos y sus envases sean más duraderos y resistentes a las bacterias. Si los alimentos duran más, los consumidores tirarán menos o los supermercados los rechazarán. Por ejemplo, se están utilizando nanocompuestos de arcilla en botellas, cartones y películas de envasado para proporcionar una barrera impermeable a gases como el oxígeno o el dióxido de carbono. Se han incrustado envases con nanopartículas de plata para eliminar las bacterias, y se están desarrollando nanosensores para detectar bacterias y otros contaminantes, como la salmonela, en las plantas de envasado.
En la fase de crecimiento, se pueden utilizar redes de nanosensores y dispensadores en granjas y campos para reconocer cuándo una planta necesita nutrientes o agua. Los dispensadores pueden entonces liberar el fertilizante, los nutrientes o el agua necesarios antes de que la planta muestre signos de deficiencia. Los nanoplaguicidas podrían reducir el impacto químico en las plantas al activarse sólo una vez ingeridos por un insecto.
6) Ciudades inteligentes
Todos los ejemplos anteriores muestran por qué la nanotecnología será decisiva en la construcción de infraestructuras de ciudades inteligentes. Las ciudades inteligentes generan una cantidad monumental de datos que deben transmitirse entre y dentro de las redes. La tecnología de ondas milimétricas nanohabilitada, como el mmLink de Teraphysics, es un ejemplo de cómo la nanotecnología puede facilitar mucho esta tarea, al transportar datos sin una infraestructura de apoyo. En 2017, Teraphysics lanzó una campaña de crowdfunding y también ha entablado conversaciones con los principales operadores inalámbricos. El objetivo final de la empresa es utilizar la red nanohabilitada para proporcionar una columna vertebral para la adopción de la 5G.
Otras aplicaciones incluyen el uso de nanomateriales en centrales eléctricas, instalaciones de tratamiento de aguas e infraestructuras viarias, así como la instalación de nanosensores para monitorizar los niveles de contaminación del aire y otras métricas medioambientales.
Un pequeño paso…
La nanotecnología no es solo cuestión de robots diminutos y autónomos. En cuanto a los sectores, la sanidad destaca como el más entusiasta adoptador. Las recientes aplicaciones en el campo de la energía, especialmente la solar, han contribuido a despertar el interés de las empresas por la nanotecnología. Y, a medida que las ciudades inteligentes pasan de la teoría a la realidad, la nanotecnología podría dar respuesta a los dilemas de los datos. No sólo eso, sino que la nanotecnología ya está contribuyendo a crear entornos más sostenibles. La nanotecnología ha superado las páginas de la ciencia ficción para representar una oportunidad para prácticamente todas las industrias.