Cinco maneras en que la nanociencia está convirtiendo la ciencia ficción en realidad

En 1931, el autor ruso Boris Zhitkov escribió el cuento Microhands, en el que el narrador crea manos en miniatura para realizar cirugías complejas. Y si bien esto sucedió hace casi 100 años, la historia ilustra los fundamentos reales en los que están trabajando los investigadores en nanociencia en la actualidad.

La nanociencia es el estudio de moléculas cuyo tamaño es de una mil millonésima parte de un metro. Para poner esto en perspectiva, un cabello humano tiene entre 50 000 y 100 000 nanómetros de espesor. En este diminuto tamaño, los materiales tienen propiedades que se encuentran en un punto intermedio entre las de un trozo de metal y las de un solo átomo. Este entorno único significa que pueden llegar a ser muy reactivos y utilizarse como catalizadores.

Por lo general, los conceptos que sostienen la nanociencia son más fáciles de entender cuando se consideran simplemente en términos de cómo cambian las propiedades de un solo material. Sin embargo, el campo no se limita únicamente a eso: estamos entrando ahora en el terreno de las terapias de asistencia médica y de vehículos más pequeños que una partícula de polvo. Lo que alguna vez se consideró ciencia ficción se está convirtiendo rápidamente en realidad.

En videojuegos como Mass Effect de Bioware, los jugadores pueden curar las heridas de los personajes con el aparentemente milagroso medigel. Si bien no le dará la vida ilimitada ni la aventura épica del videojuego, existe un gel en la vida real capaz de detener de manera similar una hemorragia arterial en cuestión de segundos.

“Veti-gel” está hecho de polímeros polisacáridos que se encuentran en las paredes celulares de las plantas; cuando se aplica a las heridas, pueden imitar la estructura de la matriz extracelular (la red compleja en la que las células se encuentran inmersas). El gel funciona esencialmente como andamiaje para que la matriz se regenere, al unirla nuevamente y detener el sangrado sin aplicar ninguna presión.

De hecho, la cicatrización de heridas es un aspecto clave de una trama de ciencia ficción llena de acción. Ya se han creado herramientas portátiles, similares al regenerador dérmico de Star Trek, para curar lesiones.

En el nanonivel, un equipo desarrolló nanopartículas de gel que apuntan a una enzima específica (FL2) que frena la migración de las células de la piel a las heridas. Según su hipótesis, la reducción de los niveles de esta enzima aumentaría las tasas de cicatrización de heridas.

Sin embargo, en general sería difícil liberar las moléculas de ARN pequeño de interferencia (ARNip) necesarias para disminuir la velocidad de la enzima, ya que las cadenas desprotegidas de ARN se degradan rápidamente dentro del cuerpo. Por lo tanto, estas moléculas de ARNip se colocaron dentro de nanocápsulas de gel para ayudar a la absorción y el transporte en las células. Las heridas tratadas de esta manera se curaron dos veces más rápido que aquellas que no se trataron, a la vez que se mantuvo la regeneración tisular normal.

En la película Terminator 2 hay un robot perverso que se puede reparar a sí mismo, “curarse”, en pocos segundos. Afortunadamente, la realidad no es en absoluto tan aterradora, aunque estamos cerca de tener la tecnología que se autorepara.

Especialistas en química han elaborado polímeros de fibra de carbono autocicatrizantes que se rompen cuando se aplica estrés, lo cual permite que una resina epoxi se filtre desde el material y se mezcle con un catalizador. Cuando la resina y el catalizador entran en contacto, se forma un plástico fuerte con una eficacia curativa de hasta 108 %. La tecnología es comparable a la curación de un moretón, pero en lugar de la rotura de un par de vasos sanguíneos, se libera la resina.

En un nivel básico, esto podría significar que nunca más debamos preocuparnos por una pantalla de teléfono agrietada. Pero también podría reparar las pequeñas grietas que se desarrollan en los aviones mientras están en vuelo, o incluso sellar los orificios de bala.

En la película de 1966, Fantastic Voyage (Viaje fantástico), los espectadores quedaron maravillados cuando un submarino y su tripulación fueron reducidos a tamaño microscópico y se inyectaron en el cuerpo de un científico. Si bien ciertamente no estamos ni siquiera cerca de inyectar humanos minúsculos en otros seres humanos, los científicos han creado vehículos del tamaño molecular que se pueden conducir en distintas direcciones.

En 2011, el científico Ben Feringa construyó un nanocar con cuatro ruedas, compuesto por cuatro motores moleculares en un chasis de cadena de carbono. Con ruedas de solo 60 átomos de tamañoy un ancho de más de 666 666 666 veces más pequeño que un auto de Fórmula 1, podría ser difícil imaginar conducir, y mucho menos acelerar, estos vehículos diminutos. Sin embargo, este año se llevará a cabo la primera carrera de nanocars de dos días. Los equipos competirán en una pista hecha totalmente de oro, construida minuciosamente átomo por átomo. En la superficie se colocarán átomos adicionales para que actúen como obstáculos, alrededor de los cuales tendrán que moverse los competidores.

A lo largo de los años, Charlie y la fábrica de chocolate de Roald Dahl logró que a millones de personas se les hiciera agua la boca gracias a las gráficas descripciones del autor de gustos peculiares y dulces inventivos.

En la práctica, no existen gomas de mascar con sabor a una cena de tres platos –aún– o un refresco burbujeante que lo haga volar. Sin embargo, los fabricantes de alimentos han estado trabajando en maneras de cambiar los gustos y las texturas mediante la tecnología molecular.

La nanotecnología se ha utilizado en los alimentos durante muchos años (por ejemplo, emulsionantes en la mayonesa), pero ahora los científicos estudian la manera de utilizarla para mejorar la nutrición y la estética de los alimentos comunes.

El pan Tip-Top producido en Australia incorpora nanocápsulas de aceite omega-3. Las cápsulas solo se abren en el ambiente correcto (el estómago) y, por lo tanto, pueden aportar los beneficios de Omega-3 sin el sabor desagradable. Asimismo, empresas como Nestlé y Unilever también están investigando nanocápsulas para mejorar la textura de sus alimentos.

Aunque la nanotecnología aún no puede hacer todo lo que la ciencia ficción ha prometido, está cambiando el mundo tal y como lo conocemos. Y cuanto más pequeñas sean las medidas, más grande será el potencial.