La nanotecnología es el arte y la ciencia de mover la materia en la escala atómica o molecular (dimensiones de 1 a 100 nanómetros) para desarrollar nuevos productos y procesos. Un nanómetro es mil millonésimas de metro (aproximadamente una millonésima del tamaño de una cabeza de alfiler). Esto es, a grandes rasgos, 10 veces el tamaño de un átomo individual. Una partícula del tamaño de un nanómetro es más pequeña que una célula viva y sólo puede ser vista con los microscopios más poderosos.
La ciencia de lo pequeño tiene un enorme potencial. Este pionero campo científico, el cual ha estado rondando por décadas tiene el potencial de influir de manera significativa sobre nuestra economía y en el mejoramiento de nuestro nivel de vida. Se predice que las innovaciones nanotecnológicas tendrán una función integral en nuestra vida diaria.
La nanotecnología tiene la capacidad de tener un efecto importante sobre la ciencia, los sistemas de alimentos, la agricultura, la medicina y el medio ambiente. También es una de las primeras prioridades de investigación del gobierno de los Estados Unidos.¿Pero esta tecnología ofrece una promesa para nuestra oferta alimentaria?
“Se espera que el impacto social total de la nanotecnología será mayor que aquellas influencias combinadas como el circuito integrado de silicona, el diagnóstico médico por imágenes, la ingeniería asistida por computadora y los polímeros hechos por el hombre tuvieron en este siglo”, es declarado en el sitio Web del Laboratorio Nacional Los Álamos operado por la Universidad de California, una de las instituciones de ciencia multidisciplinaria más grande del mundo. “La nanotecnología cambiará la naturaleza de casi todos los objetos fabricados por el ser humano”, declarado en el sitio Web.
Los productos que surgen de esta excitante nueva tecnología ya están disponibles para los consumidores e incluyen palos de golf, pelotas de tenis, pantallas solares, cosméticos, pinturas, ropa resistente a las manchas y a las arrugas, adhesivos dentales y productos farmacéuticos. Así como cada aňo se gastan miles de millones de dólares en investigación y desarrollo, más productos relacionados con la nanotecnología están ya listos a la vuelta de la esquina.
Algunos de esos nuevos productos estarán relacionados con los alimentos. Numerosas compañías alimentarias están investigando las aplicaciones de la nanotecnología; y esperando con estas aplicaciones ofrecer productos más seguros, nutritivos, convenientes y más sabrosos a los consumidores.
“Algo bastante novedoso es que la nanotecnología nos hace pensar en las estructuras de los alimentos en una forma nueva e inesperada”, dijo el Dr. Jochen Weiss, profesor adjunto de ciencias alimentarias de la Universidad de Massachussets e investigador activo de nanotecnología. “ La nanotecnología está conduciendo a un acercamiento controlado mucho más ‘arquitectónico’ del diseño de sistemas macromoleculares/de alimentos a granel. La reconstrucción de estructuras más grandes a partir del nanonivel es donde realmente estará puesto el enfoque en los próximos años.”
El procesamiento de alimentos, el empacado y envasado de alimentos, el aseguramiento de la calidad, los beneficios para la salud, la prevención de enfermedades y los “nanoalimentos”son áreas de alimentos y salud que actualmente están bajo investigación.
La aplicación de la nanotecnología al empacado y envasado de alimentos es una de las muchas ideas innovadoras. Por ejemplo, el empaque ideal no se ha diseñado todavía pero este poseería nanosensores incrustados que podrían alertar al consumidor (por medio de un cambio de color en el empaque) acerca de la contaminación o de la presencia de patógenos como Eschlerichia Coli, Salmonella, o Lysteria. Los “empaques activos”, que absorben oxígeno, podrían mantener posiblemente los alimentos frescos por un periodo de tiempo mas prolongado.
Dr. Weiss dijo que habrá un sinfín de nuevos sistemas de alimentos con propiedades funcionales mejoradas, productos de bajo contenido de sodio que igualmente sabrán salados debido a interacciones diseñadas con la lengua y componentes de alimentos funcionales adaptados a las necesidades individuales de cada consumidor.
Otros desarrollos previstos incluyen sistemas de envío de nutrientes que usan nanocápsulas para llevar nutrientes y antioxidantes a determinadas áreas del cuerpo en momentos determinados. Los beneficios podrían incluir mejor rendimiento del producto y absorción más rápida de nutrientes. También se está estudiando en la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés) el primer spray desarrollado con nanotecnología de larga duración contra bacterias, hongos y virus. Se puede usar en todas partes: en hospitales, restaurantes y hasta en aviones.
“Creo que la tecnología será tan común y parte del conjunto general de tecnologías disponibles que el nombre ‘nanotecnología’ probablemente dejará de utilizarse y se convertirá en un conjunto de herramientas disponibles bajo la categoría más general de diseño de estructura alimentaria o diseño de matriz alimentaria”, expresó Weiss.
Los posibles contribuyentes de la nanotecnología han atraído más atención del gobierno. Como resultado de ello, el gobierno de Clinton creó la Iniciativa Nacional de Nanotecnología (NNI, por sus siglas en inglés) en el 2000.
La NNI ofrece un marco de trabajo formado por varias agencias para asegurar el liderazgo de los Estados Unidos en nanotecnología, una meta considerada esencial para mejorar la salud humana, el bienestar financiero y la seguridad nacional. Esta organización invierte en investigación para comprender mejor los fenómenos a nanoescala y facilita la transferencia de tecnología.
Entre las numerosas agencias gubernamentales que participan en la NNI se encuentran la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA, por sus siglas en inglés), la EPA, la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA, por sus siglas en inglés) y la Fundación Nacional de Ciencias (NSF, por sus siglas en inglés). También participan los Departamentos de Agricultura, Defensa, Salud y Servicios Humanos de los Estados Unidos.
La NNI recibió un gran incentivo de financiamiento en diciembre del 2003, cuando el Presidente George W. Bush firmo la Ley de Investigación y Desarrollo de Nanotecnología del Siglo XXI (21st Century Nanotechnology Research and Development Act). La legislación autorizó el financiamiento de investigación y desarrollo de nanotecnología durante 4 años, a partir del 2005. También incluyó en la ley programas y actividades apoyados por la NNI.
“La nanotecnología ofrece la promesa de adelantos importantes que revolucionarán los métodos en que detectamos y tratamos las enfermedades, controlamos y protegemos el medio ambiente, producimos y almacenamos la energía y la forma en que construimos estructuras complejas tan pequeñas como un circuito electrónico o tan grandes como un avión”, comentó La Casa Blanca en un comunicado de prensa. También declaró: “Se espera que la nanotecnología tendrá un efecto amplio y fundamental sobre muchos sectores de la economía, y permitirá así desarrollar nuevos productos, nuevos negocios, nuevos puestos de trabajo y hasta nuevas industrias.”
De acuerdo con la EPA el financiamiento federal para investigación y desarrollo de nanotecnología ha aumentado de 116 millones de dólares en 1997 a un poco más de un billón de dólares en el 2005. Las corporaciones de todo el mundo también gastan miles de millones en investigación y desarrollo.
La NSF predice que el impacto global anual de los productos nanotecnológicos superará el trillón de dólares para el 2015. La NSF también estima que, dentro de 15 años, se necesitarán 2 millones de trabajadores para brindar apoyo a las industrias de nanotecnología en todo el mundo.
No obstante, si bien la nanotecnología puede cumplir muchas de estas promesas, los consumidores están preocupados por los posibles riesgos.
“Realmente creo que los aspectos positivos contrarrestarán los posibles impactos negativos”, dijo Weiss. “Hasta ahora, hay pocas evidencias de que haya efectos secundarios negativos por ello están en marcha estudios relacionados con los niveles de toxicidad. Además, nuestros materiales básicos para la producción de estos alimentos generalmente son reconocidos como seguros (GRAS, por sus siglas en inglés), creo que el riesgo no es tan grande como en otras áreas donde se usa la nanotecnología.”
En septiembre del 2005, el Proyecto de Tecnologías Emergentes del Centro Internacional Woodrow Wilson publicó un estudio titulado Percepciones Públicas Informadas de la Nanotecnología y la Confianza en el Gobierno (Informed Public Perceptions of Nanotechnology and Trust in Government). Este estudio reveló que “el público en general anticipa que habrá importantes adelantos médicos a partir de la nanotecnología y de los nuevos productos para el consumidor que mejoran la calidad de vida. Así mismo, la gente quiere que la nanotecnología contribuya a hacer adelantos en materia de protección ambiental y a suministrar mejores productos alimentarios y nutritivos.”
El informe establece que, si bien los consumidores están entusiasmados por el potencial de la nanotecnología, también están preocupados por las posibles consecuencias desconocidas para la salud humana y el medio ambiente. Comenta el Dr. Jane Macoubrie, autor del estudio: “La gente quiere que el gobierno y la industria hagan minuciosas pruebas de seguridad antes de la comercialización pues es clave para aumentar la confianza.”
Para ayudar a los investigadores, a los legisladores y para que el público comprenda mejor las oportunidades y los riesgos implicados en la nanotecnología, se crearon dos Centros para el desarrollo de la Nanotecnología en la Sociedad (CNS, por sus siglas en inglés), financiados por la NSF, uno en la Universidad de California-Santa Bárbara (UCSB, por sus siglas en inglés) y otro en la Universidad del Estado de Arizona. Los centros estudiarán las percepciones emergentes de riesgo y los temas que preocupan al público relacionados con la nanotecnología.
“Una revolución en ciencia y tecnología esta surgiendo a nuestro alrededor y la mayoría de las personas escasamente están enteradas del asunto”, comentó Bruce Bimber, investigador principal líder del CNS-UCSB, cuando anunció la inauguración de uno de los centros de Nanotecnología en el mes de Octubre. “Nuestra tarea...es intentar comprender cómo estas tecnologías afectan a las sociedades e influir de manera positiva en la dirección de la innovación”.
La nanotecnología también podría afectar positivamente a la sociedad en el campo de la medicina. Ya ha demostrado resultados prometedores en investigación y tratamiento del cáncer. Por ejemplo, se desarrollaron liposomas para el tratamiento terapéutico contra el cáncer mas directamente en los tumores. Otras aplicaciones de la nanotecnología se han concentrado en la identificación del cáncer en sus primeras etapas, en el mejorado servicio de terapias y en la detección de señales tempranas de la eficacia de los medicamentos.
El Instituto Nacional del Cáncer (NCI, por sus siglas en inglés) anunció en Septiembre del 2004 una iniciativa a 5 años de 144,3 millones de dólares para desarrollar y aplicar la nanotecnología al cáncer. Y, en Octubre del 2005, el NCI asignó más de 26 millones de dólares para crear siete Centros de Excelencia en Nanotecnología para el Cáncer (Centers of Cancer Nanotechnology Excellence) con el enfoque de integrar la nanotecnología a la investigación básica y aplicada al estudio del cáncer.
“La nanotecnología tiene el potencial de aumentar radicalmente nuestras opciones para la prevención, el diagnóstico y el tratamiento del cáncer”, dijo Andrew von Eschenbach, Doctor en Medicina, director del NCI y comisionado interino de la FDA.
La nanotecnología, con sus amplias posibilidades, afectará casi todos los aspectos de nuestras vidas. Es sólo cuestión de tiempo—y de tamaño.
¿Cuán Pequeño es un Nanómetro?
- 1.000.000 nanómetros = 1 milímetro.
- Una hoja de papel tiene 100.000 nanómetros de espesor.
- El espesor de un pelo humano mide aproximadamente 80.000 nanómetros.
- Un nanómetro es a 1 pulgada lo que 1 pulgada es a 400 millas.
- Una persona de 6 pies de estatura tiene una estatura de 1.830.000.000 nanómetros.
- Una molécula de AND tiene 2,5 nanómetros de espesor.
- La letra “I” mayúscula tiene aproximadamente un millón de nanómetros de espesor.
