Nanotecnología: ¿De arriba hacia abajo o de abajo hacia arriba?

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Por Earl Boysen, Nancy C. Muir, Desiree Dudley, Christine Peterson

La forma en que se debe utilizar nuestro conocimiento de las nanopartículas ha sido objeto de muchos debates. Los nanotecnólogos han ofrecido dos enfoques para fabricar materiales o manipular dispositivos utilizando la nanotecnología: de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba.

Imagine que necesita construir el chip de computadora más pequeño posible. Usando el enfoque de abajo hacia arriba, se usaría la nanotecnología para ensamblar el chip átomo por átomo, colocando cada tipo de átomo en un lugar específico para construir el circuito.

Con el enfoque de arriba hacia abajo, en cambio, se crearía el chip de ordenador tallando material a granel -como un escultor y su obra de arte- para crear características de tamaño nanométrico, sin tratar nunca el nivel atómico de la materia.

El método de arriba hacia abajo se utiliza actualmente para fabricar chips de ordenador, así como otros productos que se utilizan todos los días. El método ascendente se encuentra en la etapa teórica, y los investigadores realizan experimentos iniciales para desarrollar estas técnicas.

Los nanotecnólogos también utilizan una técnica llamada auto-ensamblado para construir estructuras utilizando nanopartículas. El auto-ensamblado implica la creación de condiciones tales que los átomos y las moléculas se ordenan de una manera específica para crear un material. Algunos consideran que esta es una forma de enfoque ascendente.

Mihail (Mike) Roco, de la Iniciativa de Nanotecnología, ha sugerido que el desarrollo de la nanotecnología ocurrirá en cuatro generaciones.

Actualmente, según Roco, estamos en una era de nanoestructuras pasivas, que él describe como”materiales diseñados para realizar una tarea”.

En la segunda generación, en la que ya hemos entrado, estamos utilizando “nanoestructuras activas para la multitarea”. Estas nanoestructuras incluirían dispositivos para administrar medicamentos de forma selectiva.

La tercera generación incluiría nanosistemas que podrían implicar miles de componentes interactuando entre sí.

Finalmente, varios años en el futuro, podemos ver nanosistemas integrados, incluyendo sistemas dentro de sistemas que podrían lograr mucho más de lo que podemos lograr hoy en día, como la sofisticada fabricación molecular de genes dentro del ADN de las células diana y la nanocirugía para la cicatrización de heridas a nivel celular.