La Química En La Nanotecnología

 

La Química: una de las bases de la nanotecnología 
 
P. A. Serena  Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid  Consejo Superior de Investigaciones Científicas  e‐mail: pedro.serena@icmm.csic.es 

   
La  nanociencia  y  la  nanotecnología  son  disciplinas  que  se  han  consolidado  en  los  últimos  treinta  años,  aunque  ya  en  el  año  1959  el  Premio  Nobel  de  física Richard  Feynman, en su famosa y profética conferencia “En el fondo hay mucho sitio” anticipó  muchos  de  los  conceptos  e  instrumentos  que  se  manejan  actualmente  en  dichas  disciplinas. La primera se puede definir como el conjunto de conocimientos y técnicas  que permiten observar, caracterizar, entender y predecir las propiedades de objetos y  estructuras  de  tamaño  nanométrico.  Por cierto,  un  nanómetro  (1  nm)  es  la  mil  millonésima  parte  de  un  metro,  una  longitud  realmente  muy  pequeña  en  la  que  tan  solo podríamos alinear un pocos átomos.     La  nanotecnología  va  un  poco  más  allá  de  la  nanociencia  y  se  afana  por  buscar  aplicación  a  los  sorprendentes  fenómenos  que  tienen  lugar  en  la  nanoescala.  Habitualmente  denominamos  nanoescala o  nanomundo  al  intervalo  de  longitudes  comprendido aproximadamente entre 1 y 100 nm. Por cierto, los objetos y estructuras  propios  de  la  nanoescala  se  denominan  nanoobjetos  y  nanoestructuras,  respectivamente.    Los  fenómenos  que  ocurren  en  la  nanoescala  tienen  su  origen,  por  un  lado,  en  el importante papel que juegan las superficies en los nanoobjetos. Es fácil entender que  cuanto  más  pequeña  es  una  estructura  la  fracción  de  átomos  ubicados  en  sus  superficies exteriores es mucho mayor.     Además,  hay  que  tener  en  cuenta  otros  fenómenos  que  sólo  la  intrigante  Mecánica  Cuántica puede explicar. Un ejemplo de estos sorprendentes efectos lo encontramos  en  el  oro:  de  todos  es  sabido  que  este  noble  metal  presenta  habitualmente  una coloración amarilla, pero cuando se presenta con formato nanométrico puede mostrar  diferentes  tonalidades  en  función  del  tamaño  y  la  forma  de  la  nanopartícula,  como  ocurre  con  el  oro  disperso  en  algunas  vidrieras  medievales  o  en  las  disoluciones 
  Texto publicado en la página web www.quimica2011.es 

coloidales.  Mediante  el  control  de  la  geometría  y  el  tamaño de  los  nanoobjetos  también  se  pueden  modificar  propiedades  como  la  conductividad  eléctrica,  la  reactividad química, la elasticidad, la magnetización, la coloración, etc. Por eso se dice,  con toda razón que ”lo pequeño, lo ‘nano’, es diferente”.    Además  de  diferente,  el  nanomundo  es  bello.  Hemos  podido  acceder  a  esta  belleza gracias a herramientas como el microscopio de efecto túnel (STM) y el microscopio de  fuerzas atómicas (AFM). Por el desarrollo del microscopio STM Heinrich Rohrer y Gerd  Binnig  recibieron  el  Premio  Nobel  de  Física  en  1986.  Las  imágenes  que  acompañan  este texto han sido obtenidas mediante técnicas STM y AFM y son finalistas en algunas  de  las  dos  ediciones  del  concurso  internacional  SPMAGE,  organizado  por  el  CSIC  y  la Universidad  Autónoma  de  Madrid.  Estas  herramientas  permiten  la  observación  y  manipulación  tanto  de  átomos  y  moléculas  como  de  estructuras  y  materiales  biológicos.    ¿Quiénes  son  los  científicos  que  trabajan  en  nanotecnología?  ¿Quiénes  ejercen  de  nanotecnólogos?  Lo  cierto  es  que  la  nanotecnología  evoluciona  mediante  la  convergencia  de  las  ideas  y propuestas  de  biólogos,  químicos,  físicos,  ingenieros  y  médicos.  Estamos  ante  una  disciplina  realmente  multidisciplinar  donde  confluyen  estrategias  y  métodos  que  nos  van  a  permitir  diseñar,  sintetizar  y  fabricar  nanomateriales,  nanoobjetos  y  nanodispositivos  con  propiedades  mejoradas  o  completamente nuevas.     Además,  debido  al  carácter ...