Cada 9 de octubre se celebra el Día de la Nanotecnología, una fecha destinada a difundir esta área de investigación con gran potencial para crear nuevas estructuras, materiales y aparatos, a través de la manipulación de la materia a una escala nanométrica. Un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro, una medida que se obtiene mediante la fórmula 10 -9, que coincide con el formato de esta fecha en inglés y originó esta conmemoración internacional.
En distintos centros científicos del país, especialistas del Conicet llevan adelante múltiples proyectos vinculados a la nanotecnología. Uno de ellos es el Instituto de Materiales de Misiones (IMAM, CONICET – UNaM), donde tres grupos de investigación están generando desarrollos orientados a mejorar la calidad de vida de la sociedad y aportar soluciones orientadas a la industria.
El estudio y desarrollo de materiales nanoestructurados tiene potenciales aplicaciones en diversas áreas. Una de ellas es la de la medicina, a través de la generación de biomateriales que se pueden utilizar para la fabricación de distintos tipos de prótesis.
Entre los proyectos que se realizan en Misiones se destaca el de la creación de una válvula cardíaca recubierta con dióxido de titanio nanoestructurado. “Se trata de un material que es compatible con el cuerpo humano y con la sangre, por lo que no genera rechazo y tiene una muy alta durabilidad, a diferencia de otras válvulas que se utilizan actualmente que necesitan reemplazos después de pocos años porque están fabricadas en base a materiales biológicos”, explica el investigador del CONICET en el IMAM Mario Rosenberger, quien dirige el Programa de Materiales, Modelización y Metrología (PMMM).
A nivel global, la nanomedicina es una de las ramas con más potencial de la medicina contemporánea y el área en que se espera mayor desarrollo, donde el potencial de aplicaciones es muy grande y de enorme utilidad social, en particular en la fabricación de robots equipados con sensores para transportar y liberar los medicamentos en el organismo humano de una forma dosificada, de acuerdo con las necesidades del paciente en cuestión; controlar el nivel de colesterol en la sangre; limpiar la arteriosclerosis de las arterias; realizar intervenciones quirúrgicas diversas, comandadas externamente por el cirujano, asistido por ordenador; controlar el suministro de insulina en los pacientes diabéticos, de acuerdo con los valores leídos por los respectivos sensores, en cada momento; y eliminar las células cancerígenas, dejando intactas las sanas.
Nanotecnología en trastornos cerebrales
Según el sitio español nanotec.es “la nanotecnología también es la herramienta que hizo posible que los investigadores recojan datos en el cerebro humano a mayor profundidad. Al usar nanopartículas de diamante, las actividades del cerebro se convierten en frecuencias de luz que pueden ser registradas por sensores externos, permitiendo a los investigadores estudiar el cerebro con mucho más detalles. Con un tamaño mínimo de solo un billonésimo de metro, las nanopartículas son capaces de atravesar la barrera hematoencefálica y acceder a áreas remotas del cerebro. También han mostrado un gran potencial alternativo para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades neurodegenerativas”.
Además, señalan que la nanotecnología “tiene el potencial de revolucionar la forma de recoger datos médicos de manera general. Los médicos y científicos son capaces de distribuir aparatos de diagnóstico nano-estructurados por todo el cuerpo, a fin de detectar cambios químicos localizados, posibilitando el acompañamiento en tiempo real del estado de salud de los pacientes. Las técnicas de diagnóstico basados en nanotecnología también ofrecen otras ventajas, incluyendo el diagnóstico completo y el tratamiento con solo una visita al médico, en lugar de precisar varias visitas de seguimiento. Otro beneficio es la detección precisa y anticipada de enfermedades, que permite a los médicos potencialmente frenar estos trastornos antes de que puedan causar más daño a los pacientes”.
Más aplicaciones en otras áreas
Esa no es la única aplicación del dióxido de titanio. El equipo de investigación también está utilizando este nanomaterial para el tratamiento de aguas contaminadas, tanto urbanas como industriales. Junto con las nanopartículas de hierro, estos materiales permiten eliminar elementos difíciles de remover por otros métodos, como el cromo, el arsénico o contaminantes orgánicos complejos que están presentes incluso en el agua para consumo humano en algunas regiones del país.
Otra de las áreas de investigación de este grupo está vinculada a la energía y se trata del estudio de nanomateriales para baterías de litio. El objetivo es lograr que estos dispositivos puedan realizar una transferencia más rápida y eficiente, logrando entregar la mayor cantidad de energía posible en poco tiempo y con alta durabilidad.
También se desarrollan numerosos proyectos vinculados a la nanotecnología basados en el uso de recursos renovables. Así, se ha logrado obtener nanocelulosa, celulosa microfibrilada y nanolignina a partir de los componentes químicos principales de residuos de aserraderos.
Los nanomateriales que se obtienen a partir de celulosa tienen diversas aplicaciones y están siendo empleados como insumos para la impresión 3D de sensores y dispositivos médicos, refuerzo de papeles y cartones, recubrimientos alimentarios antimicrobianos y distintos tipos de bioplásticos. Otros de los proyectos en los que trabajan grupos de la provincia de Misiones tienen que ver con el desarrollo de biorreactores que utilizan enzimas de hongos sobre soportes nanoestructurados de óxido de aluminio para el tratamiento de efluentes contaminados.