NANOCIENCIA EN MEXICO

¿QUÉ ES LA NANOCIENCIA? La Nanociencia es un área emergente de de la ciencia que se ocupa del estudio de los materiales de muy pequeñas dimensiones. No puede denominarse química, física o biología dado que los científicos de este campo están estudiando un campo dimensional muy pequeño para una mejor comprensión del mundo que nos rodea. El significado de la "nano" es una dimensión: 10 elevado a -9. Esto es: 1 nanómetro = 0,000000001 metros. Es decir, un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro, o millonésima parte de un milímetro. También: 1 milímetro = 1.000.000 nanómetros. La nanociencia es el estudio del fenómeno y la manipulación de la materia a escala nanométrica.

¿QUÉ ES LA NANOTECNOLOGÍA? La nanotecnología es un campo inherente interdisciplinario y emergente en el cual se conjuntan la física. La biología, la química, la ingeniería y las ciencias sociales. Su objetivo es entender, caracterizar, manipular y explotar las características físicas de la materia a nanoescala, para generar innovaciones tecnológicas teniendo en consideración su impacto social y ambiental. Se trata de una tecnología clave que constituye una de las áreas que aportará mayor desarrollo al siglo XXI al originar aplicaciones basadas en los fenómenos que suceden a escalas atómicas. Se habla de que esta tecnología será el detonante de una nueva revolución industrial ya que las posibilidades de creación de nuevos materiales y dispositivos a partir de átomos y moléculas parecen ilimitadas. La nanotecnología cubre un amplio espectro de aplicaciones.
Por ejemplo, en la actualidad existen aplicaciones de nanotecnología en muchas industrias tradicionales como son los catalizadores, recubrimientos, pinturas, industria del hule, etcétera, y se comienza a trabajar en aplicaciones novedosas como son la fabricación de biosensores, la manufactura de microprocesadores, el diseño de materiales con características específicas y en nuevos materiales para la industria aeroespacial. Las nuevas tecnologías serán aplicables en la construcción de computadoras cada vez más rápidas y pequeñas, mientras que desarrollos de nanolitografía, películas delgadas autoensambladas y electrónica molecular podrán utilizarse en el desarrollo de dispositivos electrónicos.


APLICACIONES DE LA NANOTECNOLOGÍA SECTOR TEXTIL: En este sector estamos hablando de una nueva generación de nuevos materiales en los que la nanotecnología juega un papel esencial. Ropa que no se ensucia, que repele el café, las manchas de fruta o del vino.... La explicación de todo esto son las nanopartículas que permiten cambiar las propiedades de los tejidos. Pueden llegar a repeler virus, bacterias, etcétera. Más de cien lavados sin perder las propiedades. Esta nueva vía abre una asombrosa capacidad de innovación y de reconversión en un sector tradicional como la industria textil. Estas innovaciones resultan casi increíbles: antiolor, retardantes de llama, regulación de temperatura, cambio de color.... Los tamaños de la nueva materia prima, las nanopartículas permiten una flexibilidad en la explotación de sus propiedades realmente asombrosa. Algunos materiales con nanotubos han sido probados con una eficacia asombrosa. SECTOR FARMACEÚTICO: La nanotecnología brinda muchas oportunidades a los gigantes del sector farmacéutico, desde una mejor distribución de los fármacos existentes a terapias completamente nuevas basadas en los nanomateriales. Las nuevas herramientas disponibles permiten diseñar diminutos sistemas biocompatibles, capaces de transportar y entregar sustancias terapéuticamente activas, en forma específica, hasta el sitio donde deben ejercer su acción.

Esta especificidad es fundamental para reducir las dosis y disminuir o, incluso, eliminar los efectos colaterales indeseados, generalmente asociados a la toxicidad de las sustancias respecto de los tejidos sanos.

SECTOR AUTOMOTRIZ: Las nanopartículas están siendo usadas de forma creciente en la construcción de los automóviles modernos. Ellas contribuyen a hacer más durable la pintura y a fortalecer los adhesivos usados en algunas áreas del armado de los vehículos. Los expertos afirman que en un futuro próximo la mayoría de los automotores serán casi totalmente unidos por súper pegamentos y reforzados por nanopartículas. También, los vehículos serán más ligeros, más rápidos y seguros, con mayor duración, confiabilidad, mayor eficiencia de transportación, carga, etcétera. Una compañía alemana de químicos llamada Lanxess usó nanotecnología para crear neumáticos que actúen mejor que los tradicionales de caucho tanto en el aspecto del desempeño como del uso. Igual se usó el filtro de partículas de diesel de BMW que está cubierto con pequeños nanotubos de carbón para remover el 99% de todas las partículas. Y finalmente, Mercedes-Benz se ha asociado con PPG para crear una pintura con nanotecnología con cobertura similar al vidrio que es tres veces menos probable de rayarse.

SECTOR ALIMENTARIO: La nanotecnología en el mundo alimentario, tiene su aplicación en áreas como la calidad y la seguridad alimentaria, el desarrollo de nuevos productos y el envasado. Ésta aporta propiedades funcionales mejoradas, por ejemplo que alimentos con bajo contenido en sodio den un sabor salado.

También puede contribuir a la mejora en el control de calidad de espumas y emulsiones. La formación de nanopartículas, nanoemulsiones y nanocápsulas, permitirá mejorar el valor nutricional de los productos y mejorar su absorción en el cuerpo, de forma que la biodisponibilidad y dispersión de los nutrientes de interés aumente. La Nanotecnología también puede mejorar los procesos de los alimentos que utilizan enzimas para producir beneficios para la salud y nutricionales.
La investigación y el desarrollo de la ciencia a escala nano, la de lo más minúsculo, ha tenido un año de gran avance en el ámbito de la seguridad alimentaria. Desde envases alimentarios con menor riesgo de migraciones tóxicas al alimento a técnicas de mejora en la detección de patógenos, la nanotecnología ha ofrecido mejoras en la prevención de riesgos alimentarios.

MEDICINA: El matrimonio entre medicina y nanotecnología se está convirtiendo en una pesadilla para el cáncer. El combate de la enfermedad a escala molecular permite detectar precozmente la enfermedad, identificar y atacar de forma más específica a las células cancerígenas. Por eso, el Instituto Nacional del Cáncer de Estados Unidos (NCI) ha puesto en marcha la "Alianza para la nanotecnología en el cáncer", un plan que incluye el desarrollo y creación de instrumentos en miniatura para la detección precoz. En la administración de medicamentos, las nuevas técnicas son ya un hecho.


Los nanosistemas de liberación de fármacos actúan como transportadores de fármacos a través del organismo, aportando a estos una mayor estabilidad frente a la degradación, y facilitando su difusión a través de las barreras biológicas y, por lo tanto el acceso a las células diana. En el tratamiento del cáncer, estos nanosistemas facilitan el acceso a las células tumorales y reducen la acumulación del fármaco en las células sanas y, por tanto, reducen los efectos tóxicos de los antitumorales.


INVERSIÓN MUNDIAL A LA NANOCIENCIA Y LA NANOTECNOLOGÍA. Por el momento se podría considerar que la nanotecnología se encuentra en sus inicios, ya que en los últimos años se ha venido desarrollando fundamentalmente la nanociencia, que constituye el sostén fundamental para el desarrollo y aplicaciones específicas de la propia nanotecnología. Llevando quizá al extremo la importancia de la nanociencia y la nanotecnología podemos hacer referencia a la opinión de Burrows, director de la Nanoscience and Nanoctenology Initiative, quien señala que esta nueva ciencia supone el primer cambio verdadero en el campo de la tecnología desde la Edad de Piedra, ya que en su opinión los avances que se han venido produciendo desde dicha época no han consistido en otra cosa que en darles nuevas formas a los materiales existentes, mientras que con la nanociencia y la nanotecnología se cambia realmente la estructura de las moléculas, moviendo los átomos uno, a uno con la consiguiente afloración de nuevos materiales y compuestos. La inversión en nanotecnología alrededor del mundo tanto del sector público como del privado, suma entre 5 mil y 6 mil millones de dólares por año. Prácticamente todas las compañías de Fortune 500 están invirtiendo en investigación y desarrollo de nanotecnología junto con cientos de pequeñas compañías que inician en el ramo. Japón, Europa, y Estados Unidos son los países que tienen la mayor inversión por parte del gobierno, con Japón a la cabeza. En Estados Unidos, la inversión del gobierno rebasa los 800 millones de dólares por año, lo cual convierte a la nanotecnología en el proyecto científico más grande financiado públicamente después del proyecto Apollo para enviar un hombre a la luna. (El Departamento de Defensa recibe la parte mayoritaria del dinero para nanotecnología del gobierno de Estados Unidos). Al menos 35 países tienen algún tipo de programa nacional de investigación sobre nanotecnología: Korea invierte casi 200 millones de dólares al año, y Taiwán y China más de 100 millones. La Fundación Nacional para la Ciencia de Estados Unidos (NSF, por sus siglas en inglés) ha pronosticado que el mercado global para los procesos y productos nanotecnológicos alcanzara un billón de dólares para el 2015.


FUTURO GLOBAL DE LA NANOCIENCIA La nanotecnología (la ciencia que permite manipular la materia al nivel del átomo) mejorará nuestra calidad de vida a medio plazo. Según un estudio, su aplicación a la industria, especialmente en la electrónica, los transportes o la sanidad será en la próxima década el motor de la próxima revolución industrial. Neumáticos más resistentes a la abrasión, medios de locomoción propulsados por energías limpias o pruebas diagnósticas hospitalarias que permitirán detectar patologías desde sus comienzos son algunas de estas aplicaciones, que serán visibles antes de 2020. La nanotecnología aplicada al transporte permitirá el uso de vehículos con menor peso, ya que la aleación de materiales empleados para su fabricación serán más ligeros, especialmente en chasis y carrocería. Prevista para 2015, permitirá reducir el peso de automóviles y aviones en un 30%.
En la energía y el medio ambiente, los nanomateriales resultan cruciales en la implementación de las pilas de combustible y en el control de la captura y liberación de hidrógeno. En la diagnosis de enfermedades, la nanobiotecnología permitirá detectar patologías como el cáncer y enfermedades cardiovasculares o neurológicas en su estado más inicial. También regulará la toma de medicamentos mediante la administración continuada e inteligente de las dosis. El estudio destaca también la aplicación de esta tecnología en sectores como la construcción, la cerámica, el textil o los envases de alimentos. En el primero de estos campos, los nanoaditivos permitirán cementos con propiedades autolimpiantes, antimicrobianas y descontaminantes, y nanomateriales avanzados nos protegerán contra incendios y responderán a estímulos como la temperatura, la humedad o la tensión para ofrecer mayor confort. Los nanosensores controlarán la seguridad y el buen estado de las estructuras. Las cerámicas incorporarán funciones antideslizantes, autolimpiables, antirrayado, antimicrobianas o efectos térmicos. En el sector textil están previstas fibras más ligeras pero con gran aislamiento térmico, más resistentes al desgaste, a la suciedad, al agua o a las radiaciones ultravioletas. Por último, en el sector del envasado, se conseguirán envases activos que conservarán el producto e informarán al consumidor sobre su estado. La nanotecnología y el conocimiento de los procesos biológicos, químicos y físicos a nivel molecular, se convertirán en una de las revoluciones científicas más importantes para la humanidad, la cual debe ser difundida e incorporada en la sociedad con una amplia participación y apoyo por parte del Estado y la iniciativa privada. El principal reto será incorporar la nanotecnología como un nuevo campo multidisciplinario vinculado estrechamente a la sociedad, tanto por sus aplicaciones como por su potencialidad para resolver los problemas más urgentes, como el acceso a recursos energéticos, agua o alimentos.


NANOCIENCIA EN MÉXICO Inversión o apoyo En nuestro país hay investigadores e instituciones que saben de la importancia del trabajo multidisciplinario y del impacto de la Nanociencia y la Nanotecnología, y que están trabajando en esta área; Sin embargo, se deben conjuntar varios factores para poder tener un impacto real en nuestra sociedad. No basta con decir que se necesita más apoyo económico del gobierno. De hecho, se requiere tener este apoyo junto con el apoyo del sector privado y de la sociedad en general. Otro problema es, que si bien el número de investigadores en nuestro país es reducido (alrededor de un investigador por cada 10 mil habitantes), el número de científicos que están dispuestos a dedicarse a esta actividad multidisciplinaria y sin fronteras entre teoría y experimento, es aún mucho menor: no pasa de 500 investigadores. Lo anterior implica que debemos trabajar en equipo, formar redes y alianzas estratégicas. Es fundamental establecer prioridades nacionales en las que estos científicos puedan tener un impacto, es decir, nichos, ya que va a ser muy difícil competir con las grandes sumas y recursos humanos que dedican otros países a este rubro. Si bien en el pasado llegamos tarde para participar en el desarrollo de la electrónica, ahora estamos a tiempo de apoyar a los mejores grupos mexicanos para preparar recursos humanos y establecer relaciones estratégicas con industriales y con el gobierno creando sinergias que nos lleven a subirnos al cabúz del tren nanotecnológico. De lo contrario, nos quedaremos como siempre, es decir, siendo espectadores y comprando tecnología a precios muy elevados sin lograr el desarrollo de nuestro país. Si la Nanotecnología promete darnos nuevos materiales hechos a la medida de nuestras necesidades, nuevas fuentes alternativas de energía, remediar los daños ecológicos que se han causado al utilizar tecnologías obsoletas, ayudar a combatir problemas de salud, entre otras muchas posibilidades,


Instituciones Importantes CENTRO DE NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGÍA (UNAM) Visión o Es ser líder nacional con reconocimiento internacional en investigación y educación en nanociencia y nanotecnología Misión o Realizar investigación científica de excelencia en aspectos teóricos y experimentales de las nanociencias y la nanotecnología, con el propósito de generar conocimiento básico y aplicaciones tecnológicas asociadas a nuevos materiales. o Formar recursos humanos del más alto nivel en las áreas de las nanociencias y la nanotecnología. o Impulsar la participación del Centro en sectores industriales, públicos y privados. o Establecer la carrera de licenciatura en Nanotecnología. o Crear el Departamento de Bionanotecnología y la Unidad de Nanocaracterización y Nanofabricación. o Difundir el conocimiento de las nanociencias y promover la cultura en la sociedad. Participar en los programas de promoción de las nanociencias y la nanotecnología a nivel nacional. Objetivos o Dar entrenamiento multidisciplinario a los jóvenes investigadores e ingenieros. o Vincularse con su entorno, particularmente en el estado de Baja California, donde hay polos importantes de innovación tecnológica. o Colaborar con Institutos, Universidades y empresas de tecnología avanzada particularmente en el área de San Diego y Los Angeles.


CENTRO DE NANOCIENCIA Y MICRO Y NANOTECNOLOGÍA IPN-ZACATENCO Se creó la Unidad de Apoyo a la Investigación en Nanociencia y Micro-nanotecnología del Instituto Politécnico Nacional en 2009, con el objeto de impulsar la investigación aplicada en las áreas de nanociencia y micro-nanotecnología y la generación de nuevos conocimientos científicos de alto impacto; así como ofrecer a los sectores público, social y privado, de México y el extranjero, servicios de desarrollo tecnológico e instrumentación de alta tecnología como apoyo para el desarrollo de proyectos de investigación científica y desarrollo tecnológico.

Mision o El Centro de Nanociencias y Micro y Nanotecnologías del Instituto Politécnico Nacional tiene como misión apoyar las labores de investigación y docencia del personal del IPN en sus áreas de competencia, mediante la adquisición y mantenimiento de una infraestructura física y humana, que complemente las capacidades de los Centros y Escuelas del Instituto y permita un aprovechamiento óptimo de equipos e instalaciones de alta tecnología y uso común requeridos para el desarrollo científico, tecnológico y económico Vision o El Centro de Nanociencias y Micro y Nanotecnologías del Instituto Politécnico Nacional es una Unidad de apoyo interdisciplinario en labores del mayor nivel tecnológico y científico para la realización de proyectos de alto impacto relacionados con las nanociencias y micro y nanotecnologías, buscando en todo momento la satisfacción de las necesidades del personal de Centros y Escuelas del IPN y la integración de equipos interdisciplinarios capaces de abordar proyectos de investigación y desarrollo tecnológico de gran importancia para los sectores gubernamental, industrial y social del país.

Objetivo Impulsar la investigación en las áreas de nanociencias y micro-nanotecnologías, apoyando la generación de nuevos conocimientos científicos de alto impacto y la transferencia de tecnología al sector productivo y ofrecer a los sectores público, social y privado de México y el extranjero, servicios de instrumentación de alta tecnología para el desarrollo de proyectos de investigación científica y desarrollo tecnológico en las áreas de competencia del CNMN. Para lograr su objetivo general, el Centro de Nanociencias y Micro y Nanotecnologías (CNMN) se plantea los siguientes objetivos específicos: o Promover el trabajo multi e interdisciplinario en áreas de alto impacto relacionadas con Nanociencias y Micro Nanotecnologías. o Vincular la investigación sobre Nanociencias y Micro Nanotecnologías en el IPN con las necesidades de los sectores industriales, sociales y gubernamentales en México. o Promover la colaboración nacional e internacional en el campo de las Nanociencias y Micro-Nanotecnologías. o Coordinar la adquisición y uso de equipamiento clase mundial en el IPN para las aplicaciones en Nanociencias y Micro-Nanotecnologías. o Promover la formación de recursos humanos en Nanociencias y Micro-Nanotecnologías. Proyectos Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica LINAN (Laboratorio Nacional de Investigaciones de Nanociencias y Nanotecnología).


El impacto científico de LINAN será un centro de investigación de primera clase a nivel nacional e internacional en Nanociencia y Nanotecnología LINAN promoverá nanociencia de calidad en México porque tiene la red apropiada de los científicos internacionales que han acordado participar activamente para promover la ciencia principal de frontera en México.
La red nacional es muy amplia y LINAN intentará tener un impacto importante en los estudiantes que deseen obtener grados de maestría y doctorado en Nanotecnología en México. LINAN esta planeado para ser un laboratorio competitivo altamente internacional con infraestructura y personal altamente calificado.
Esta iniciativa nacional también ayudará a otras universidades e institutos tecnológicos en la región a promover nanociencia y nanotecnología del alto nivel. Los nuevos productos nanotecnológicos que LINAN desarrollará en común con los colaboradores, tienen impactos importantes en las áreas sociales, económicas y ambientales. Por ejemplo, los dispositivos de energía alternativa (baterías, condensadores, componentes del almacenaje de hidrógeno, etc.) serán producidos, y lo más importante es que serán desarrollados en México. Desde el punto de vista social, LINAN también será promotor de la nanociencia a diversas áreas en México (estudiantes de escuela, políticos, personal de la prensa, etc.)


Desde el punto de vista tecnológico, LINAN fijará parámetros relacionados con el número de las patentes nacionales e internacionales sometidas, así como el número de proyectos con diversas industrias y compañías usando las instalaciones de LINAN para los servicios. Los proyectos científicos con industrias darán lugar a progresos tecnológicos posibles con "Hecho en México" en su etiqueta. Todos estos componentes garantizan indudablemente el éxito de LINAN y la promoción de Nanociencias en México. FUTURO DE LA NANOCIENCIA EN MÉXICO México aún está a tiempo de participar y hacer aportaciones en una nueva actividad científica que, sin lugar a dudas, tendrá un impacto importante en la generación de nuevo conocimiento y en la economía mundial. En el país, se tiene la solidez de los científicos, para hacer un papel decoroso en el ámbito internacional. Para ello, es necesario respaldar la investigación y a los grupos que cultivan estas disciplinas.


DESARROLLO DE LA NANOCIENCIA EN MÉXICO La nanociencia y la nanotecnología constituyen campos que se desarrollan a gran velocidad en el mundo y esa circunstancia plantea el reto de evitar que México quede rezagado de lo que se considera una de las mayores revoluciones del conocimiento en el siglo XXI Si bien los desarrollos nanotecnológicos actuales sólo nos han mostrado la punta del iceberg, la nanociencia conlleva una nueva forma de vincularnos con la industria o crear nuevas industrias y una nueva forma de impactar en la sociedad. No es aceptable que México desaproveche los tiempos actuales para invertir en esta área, si a ésta se le da la debida prioridad y continuidad, nos beneficiará sin duda a mediano y largo plazos.

LA UNAM EN LA NANOCIENCIA Y LA NANOTECNOLOGÍA La UNAM genera la tercera parte de la nanociencia y la nanotecnología en el país, y produce casi la mitad de la tecnología y la ciencia de esto se deriva que de la UNAM, han salido diversos especialistas quienes generan materiales y nanoestructuras, para la industria petrolera, han creado nanomateriales para LEDs e incluso han aportado a la nanomedicina. La idea es educar a la sociedad, y prepararla para experimentar las ventajas de la Nanotecnología en México, evitando el paso de la información falsa alrededor del país.