Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Nanomáquinas y ordenador molecular

Cada día estamos más cerca de que se haga realidad uno de los sueños científicos casi de ficción: la fabricación de máquinas tan pequeñas que su tamaño sea inferior al de las células, con posibles usos tales como el de construir moléculas átomo a átomo

Cada día estamos más cerca de que se haga realidad uno de los sueños científicos casi de ficción: la fabricación de máquinas tan pequeñas que su tamaño sea inferior al de las células, con posibles usos tales como el de construir moléculas átomo a átomo. Ello forma parte de la nanotecnología, palabra que hace referencia a instrumentos de dimensiones de los nanómetros, o sea de tan sólo una milmillonésima parte de un metro, o lo que es igual equivalentes a lo que ocuparían unos pocos átomos.
 
En tamaños superiores, aunque tan pequeños como la escala del micrómetro (millonésima parte del metro) los logros ya conseguidos son muy importantes. La microtecnología aplicada a la electrónica está dando nacimiento a las nuevas generaciones de ordenadores y un gran paso hacia adelante lo constituye la reciente obtención, por un grupo investigador de los laboratorios Bell, de microláseres que pueden grabarse por millones en una sola pastilla semiconductora de menos de un centímetro, posibilitando en un futuro previsible la construcción de ordenadores ópticos, sin conmutadores ni circuitos electrónicos, sino con una red de impulsos luminosos procesados por esos microláseres. Se cree que cuando se disponga de microláseres aún más pequeños, de un tercio de micrómetro, tendrán aplicación no sólo en los sistemas procesadores de información, sino en otros usos como el de paneles luminosos de mínimo consumo construidos a base de tales microláseres.
 
Aunque la existencia de micro rodamientos y micro motores sea ya casi una realidad, el paso hasta el nivel de nanomáquina es muy grande, ya que existe la misma diferencia comparativa de tamaño que la que hay entre una plataforma de ferrocarril cargada de vehículos respecto a un cochecito miniatura de juguete. Pero, siguiendo con los éxitos, también en los laboratorios Bell, otros investigadores, hace pocos años, depositando silicona sobre películas de óxido y con posteriores manipulaciones complejas, consiguieron construir unas micro turbinas que por acción del aire podían girar a 15.000 revoluciones por minuto. En Zúrich, en los laboratorios de investigación de IBM allí ubicados, se desarrolló el instrumento STM (Scanning Tunneling Microscope), microscopio túnel de barrido, que pronto estuvo acompañado por el AFM (Atomic Force Microscope), disponiendo de una finísima punta o extremidad capaz de moverse sobre una superficie e interactuar con ella, modificándola, con precisión atómica, habiéndose llegado, por ejemplo, a situar un solo átomo de germanio sobre la punta activa.
 
A partir de estos hallazgos, en el campo de desarrollos futuros aún no se puede adelantar cuándo, pero algún día se conseguirá robotizar a los colocadores o posicionadores de átomos facilitando con ello la construcción de moléculas previamente diseñadas, e incluso posteriormente, la de verdaderas máquinas moleculares de complejidad situada entre la de las enzimas y la de los ribosomas, que podrían servir para fabricar macromoléculas tridimensionales conocidas, nuevas o incluso copias de ellas mismas.
 
Otras posibilidades diferentes se fundan en la propiedad de las macromoléculas y agregados supermacromoleculares (ribosomas, membranas, nuleoproteínas, etc.) de auto ensamblaje o capacidad de interacción ordenada y precisa entre los componentes, dando lugar a una estructura definida y constante. La miniaturización de la electrónica y las propiedades de las macromoléculas ha propiciado que investigadores universitarios e industriales americanos y japoneses, a través del programa RIKEN de fronteras de la investigación, hayan iniciado el conocimiento de un nuevo campo, que denominan electrónica molecular, cuya aplicación más importante sería no sólo la de agrupar sistemas macromoleculares de propiedades electrónicas especiales para producir nuevos materiales electrónicos, sino nada más y nada menos que construir verdaderos circuitos electrónicos en los que los sistemas moleculares individuales puedan desempeñar el papel de conductores o transistores, dando lugar a circuitos electrónicos moleculares o incluso a verdaderos ordenadores moleculares de circuitos tridimensionales.
 
¿Ciencia-ficción? Lo parece, pero no olvidemos que eficaz y constantemente vienen funcionando millones de sistemas similares a éstos, integrados y ordenados en cada uno de nuestros cerebros. Y es que, al final, por muy laborioso que ello sea, el hombre puede darse por satisfecho si consigue imitar la Naturaleza.