¿Qué es la nanotecnología?

N. E. WALSÖE DE RECA

Rosario

Otro; FANUS - Foro de la Alimentación, la Nutrición y la Salud; 2013

FAN, FANUS y AATA

Los Nanomateriales son sistemas que contienen partículas, al menos con una dimensión en el nanómetro (10-9 del metro). La Nanotecnología trata materiales o estructuras en escala nanométrica y se define como el diseño, la fabricación y aplicación de nanoestructuras o nanomateriales y la comprensión fundamental de la relaciones entre las propiedades físicas o químicas de los fenómenos y las dimensiones de los materiales. Existen muchas explicaciones para definir el área de la nanotecnología pero, a menudo, son válidas para algunos campos específicos pero, ninguna de ellas cubre su espectro total y para lograrlo se realizan verdaderos esfuerzos inter y multidisciplinarios. En general, existe un gran interés por parte de los biólogos, químicos, físicos e ingenieros en la aplicación de estos materiales y la así llamada nanotecnología se considera a veces como ?la próxima revolución industrial? [1]. El interés que despiertan los nanomateriales se refiere a sus propiedades sorprendentes y a sus útiles aplicaciones cuando se los compara con las propiedades de los mismos materiales pero microcristalinos. Sólo muy pocos ejemplos de comparación entre materiales micro y nanocristalinos serán aquí considerados, por ej. se menciona que los cristales en escala nanométrica presentan un muy bajo punto de fusión (con diferencias de temperatura de hasta 1000ºC); sinterizan a temperaturas más bajas y presentan constantes de red más reducidas; las fases metaestables en sistemas nano pueden ser retenidas a temperaturas más bajas; los micromateriales ferroeléctricos o ferromagnéticos pueden perder estas propiedades cuando son producidos en escala nanométrica; los semiconductores se vuelven aisladores cuando sus dimensiones son suficientemente pequeñas; los conductores iónicos aumentan su conductividad considerablemente cuando el tamaño de cristalita disminuye [2, 6]. En los sistemas nanoestructurados, el origen de sus propiedades inusuales se basa en: I) la dimensión de las partículas o cristalitas es similar o aún más pequeña que la longitud crítica de ciertos fenómenos, por ej. la longitud de onda de De Broglie para el electrón o el camino libre medio de los electrones o el ancho máximo de un dominio magnético ; II) Los efectos de superficie dominan la termodinámica y la energética de las partículas como: la estructura cristalina, la reactividad, la morfología superficial, etc. El primero de estos factores conduce por ej. a propiedades eléctricas especiales. El segundo factor puede conducir a nanocristales que pueden adoptar diferentes morfologías respecto de la de los materiales en volumen conduciendo a una química de superficie diferente (mayor absorción [7, 8] mayor actividad catalítica [9,10]) permitiendo, por ej. una mayor absorción de gases obtener sensores con mayor sensibilidad. Estos materiales con partículas (o cristalitas) de diámetro muy pequeño se sintetizan y caracterizan con técnicas especiales y tienen muy variadas aplicaciones. En cuanto a las variadas aplicaciones de estos materiales: la mayoría de las nanopartículas de los productos de consumo son metales no-biodegradables y óxidos metálicos y sobre esta base tenemos que considerar los riesgos de su uso para la salud humana. Si reseñamos las aplicaciones surgen: en alimentos y medicamentos (uso de colorantes, saborizantes, espesantes y suplementos vitamínicos en nanoescala, procesos de desagregación con SiO2 o mejora de textura y color: TiO2); hidroxiapatita en dentríficos; cosméticos (protectores solares, lápices labiales); envases de alimentos; nanobactericidas en textiles (ropa de gimnasia, medias, paños para vajilla y ropa de teatro por el cambio de color); agroaplicaciones (insecticidas, plaguicidas, fertilizantes); pinturas especiales; elementos de limpieza (bactericidas para lavarropas y lavavajillas) aplicaciones en elementos para deporte (pelotas de tennis o golf, raquetas), aplicaciones en la industria automotor, etc. Pero, como no se conocen aún los riesgos de los nanomateriales en el organismo humano, en fauna y flora, en todos los casos habrá de considerar los riesgos en tres etapas: la fabricación de los nanomateriales y de los productos que los emplean; la etapa del uso o aplicación de los nanomateriales y su desgaste y, finalmente, la tercera etapa que deberá ocuparse de la destrucción inteligente de los desechos. Por otra parte, existe ya en el nivel internacional (y, es de esperar que pronto se considere en el nivel nacional) la legislación para el control de los daños que estos materiales pueden acarrear a la sociedad.. 1. J Minerals and Materials 54 (2002) 22. 2. Prog. Mater. Sci. 33 (1989) 223. 3. Adv. Mat. 4 (1992) 474. 4. Chem. Rev. 89 (1989) 1061. 5. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 32 (1993) 41. 6. Acta Mater. 48 (2000) 1. 7. Chem. Mat. 8 (1996) 1904. 8. Chem. Mat. 8 (1996) 1913. 9. Science 298 (2002) 2176. 10. Anales de la Acad. Nac. de Cs. Exactas, Físicas y Naturales 59 (2007) 59.