Los avances más importantes de nanotecnología de 2006

1) ORIGAMI DE ADN (Investigador: Paul W. K. Rothemund, de Caltech)

La gran simplicidad y versatilidad del "origami de ADN" del Dr. Rothemund lo convierten en una revolución dentro de la arquitectura a nanoescala. Rothemund desarrolló una técnica que permite doblar una larga hebra de ADN monocatenario para dar lugar a alguna forma en 2D que se mantiene unida por unas cuantas piezas de ADN más cortas. Para ello, creó un software capaz de determinar con rapidez las secuencias cortas que plegarán la hebra principal hasta formar la figura deseada, como la de la cara sonriente de ADN que construyó, que apenas tiene 100nm de largo y 2nm de grosor, o su mapa a nanoescala de América.

Un método para construir una estructura con la que se pueden mantener puntos cuánticos en una computadora cuántica o proteínas en una fábrica de multienzimas, por nombrar algunas de sus posibles aplicaciones.

2) NANOIMANES PARA DEPURAR EL AGUA POTABLE (Investigadores: Vicki Colvin et al, de la Universidad de Rice)

Según el Banco Mundial, casi 65 millones de personas están en riesgo de padecer problemas de salud relacionados con el arsénico debido a millones de pozos contaminados, especialmente en países en vías de desarrollo como la India y Bangladesh. Ahora, un equipo de investigación de la Universidad de Rice, dirigido por Vicki Colvin, has desarrollado un modo sencillo y barato para resolver el problema.

Las nanopartículas de óxido, que poseen propiedades magnéticas, se unen al arsénico; luego, el óxido y el arsénico se pueden extraer del agua con un simple imán de mano. El avance fue la constatación de que la manipulación de óxido a nanoescala no requiere enormes campos magnéticos, como era de esperar. Las propiedades únicas a nanoescala hacen que las nanopartículas de óxido actúen como un gran imán que se puede extraer del agua con facilidad, dejando tras de sí agua potable con la puraza suficiente como cumplir los estándares de Agencia de Protección Ambiental (EPA) de los EEUU. Este método, que no requiere el uso de electricidad ni de mucha maquinaria, tendrá un impacto global.

3) ARRAYS QUE CONECTAN TRANSISTORES DE NANOCABLES CON NEURONAS (Investigadores: Charles Lieber et al, de la Universidad de Harvard)

Con la primera interfaz bidireccional entre dispositivos nanoelectrónicos y neuronas vivas, el Dr. Lieber y su equipo han creado un modo revolucionario para el estudio de la actividad cerebral. Los nanocables de silicio se unen con los axones y las dendritas de neuronas de mamíferos vivos, dando lugar a sinapsis artificiales entre ambos que permiten a los científicos estudiar y manipular la propagación de señales en redes neuronales.

El dispositivo, que puede medir las señales eléctricas del cerebro con una sensibilidad sin precedentes, amplificando señales de hasta 50 sitios en una sola neurona, permitirá a los investigadores obtener un modelo preciso de la compleja actividad cerebral, allanará el camino en el desarrollo de prótesis neurales potentes y ofrecerá la posibilidad de un procesamiento híbrido de la información: biológica y nanoelectrónica.

4) CIRCUITOS ELÉCTRICOS DE UN SOLO NANOTUBO (Investigadores: Phaedon Avouris et al, del Centro de Investigación T. J. Watson de IBM; Jennifer Sippel-Oakley y Andrew Rinzler, de la Universidad de Florida; y Jinyao Tang y Shalom Wind, de la Universidad de Columbia)

Este año, IBM desveló el circuito eléctrico más complejo y de mayor rendimiento basado en un solo nanotubo, demostrando la aplicabilidad de la tecnología CMOS y sentando las bases para el futuro de la informática.

El circuito lógico integrado está formado por 12 transistores de paladio y aluminio dispuestos a los largo de un solo nanotubo de carbono. El circuito es unos cientos de veces más lento que los procesadores de silicio actuales, pero 100.000 veces más rápido que cualquiera de los dispositivos de nanotubos diseñados anteriormente y puede llegar a ser más rápido. Al contrario que el silicio, no requiere dopaje (proceso que dispersa el flujo de electrones) y térmicamente es mucho más eficaz. Esperemos primero a ver estos circuitos de nanotubos en ordenadores híbridos de silicio y nanotubos.

5) NANOPARTÍCULAS QUE ELIMINAN EL CÁNCER DE PRÓSTATA, Investigadores: Robert Langer (del MIT); Omid Farokhzad et al (de BWH y Harvard); Jianjun Cheng (de la Univ. de Illinois); Sangyong Jon (del Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju, Corea del Sur); Philip Kantoff (del Dana Farber Cancer Institute)

Se trata de una batalla contra cáncer en la que éste está siendo derrotado de forma espectacular: investigadores del MIT y de Harvard han creado nanopartículas a medida que se introducen en las células del cáncer de próstata y liberan dosis de quimioterapia dirigida.

En ensayos con ratones con cáncer de próstata humano, una sola inyección de estas nanopartículas erradicó por completo los tumores en cinco de los siete animales, reduciendo significativamente el tamaño de los tumores en los otros dos. Además, el trabajo se podría replicar para los tratamientos del cáncer pancreático y de mama. Esperamos ver los resultados de estas nanopartículas en ensayos clínicos con humanos.