«Trabajo en obtener una pintura que, aplicada a las ventanas, capte la energía del Sol»




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Nanotecnología y Nanociencia



«Trabajo en obtener una pintura que, aplicada a las ventanas, capte la energía del Sol»

«Los premios ´Príncipe´ son un referente internacional»

  • «Puede parecer que la ciencia va lenta, pero en términos históricos la velocidad es de vértigo»

  • «Recientemente hemos adquirido la capacidad de mover átomos y moléculas»


Amador Menéndez Velázquez
Doctor en Química, investigador en el MIT (EE UU) y Premio Europeo de Divulgación Científica

Javier Neira
La Nueva España (22 de noviembre de 2009)

Amador Menéndez Velázquez, científico del Instituto Tecnológico de Materiales de Asturias (Fundación ITMA) y del Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología (CINN), que actualmente investiga en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) -una de las principales universidades del mundo, situada en EE UU- ha sido el ganador del Premio Europeo de Divulgación Científica por su obra «Una revolución en miniatura. Nanotecnología y disciplinas convergentes». La finalidad del premio, convocado anualmente, es estimular la creación y la difusión de obras que, con un lenguaje sencillo, pongan al alcance del público general y de los estudiantes preuniversitarios en particular los avances científicos y tecnológicos.

Distinga entre nanociencia y nanotecnología.

La nanociencia permite asomarnos a las intimidades de la materia y visualizar el mundo atómico y molecular. Pero somos algo más que meros espectadores. Recientemente, hemos adquirido la capacidad de mover átomos y moléculas. Eso es precisamente la nanotecnología, una ingeniería a escala atómica, una ingeniería cuyos ladrillos básicos son los átomos y moléculas, de los que todos estamos hechos.

¿Es realmente, como se dice, una revolución que ya está en marcha?

Las variaciones en la disposición de los átomos distinguen, por ejemplo, el carbón del diamante o el tejido sano del canceroso. Manipular la materia a escala atómica y molecular nos permite, por primera vez en la Historia, fabricar materiales a la carta, con propiedades controladas y para fines específicos.

La evolución de la humanidad ha estado siempre marcada por los materiales que ha tenido a su alcance.

De hecho, los grandes momentos de la organización humana han sido caracterizados por los historiadores en función de los materiales usados en cada momento: Edad del Cobre, Edad del Bronce, Edad del Hierro... Los guerreros armados con espadas y escudos de hierro derrotaban a los que usaban bronce o cobre. Las guerras pasaron a decantarse a favor de los que dominaban el nuevo material. Ahora, los nanomateriales pueden ser cruciales para vencer importantes batallas, como las relativas a la enfermedad o al cambio climático y calentamiento global. Esperemos que la humanidad haga un uso racional de estos nuevos materiales y no los utilice para otras batallas, en las que nunca hay ganador.

La nanotecnología en todo caso es relativamente reciente.

Fue el premio Nobel de Física Richard Feynman quien alertó del potencial de lo infinitamente pequeño ya en 1959. Sin embargo, el mundo tuvo que esperar para colocar los átomos en el lugar adecuado hasta el año 1981, con la invención del microscopio de efecto túnel. Hoy ya tenemos fascinantes productos en el mercado, con diferentes aplicaciones. Puede parecer que vamos lentos, pero en términos históricos la velocidad es de vértigo.

Una carrera hacia lo más pequeño.

Efectivamente, y quizá las nuevas tecnologías de la información y la comunicación sean el sector en el que mejor se puede apreciar esa tendencia a la miniaturización. El primer ordenador programable, el «ENIAC», de Electronic Numerical Integrator and Computer, pesaba 30 toneladas y ocupaba 160 metros cúbicos. Muchos de nuestros «gadgets» tecnológicos actuales, como un teléfono móvil, son miles de veces más potentes que el «ENIAC» y consumen menos energía que uno de sus tubos de vacío. La microelectrónica de la segunda mitad del siglo XX fue la antesala de la nanotecnología y la nanoelectrónica. Hemos pasado del micrómetro, la millonésima parte del metro, al nanómetro, la milmillonésima parte del metro. Es decir, hemos conseguido reducir mil veces las dimensiones de nuestros dispositivos electrónicos.

¿Qué ventajas tiene pensar en pequeño?

Más pequeño no sólo significa más práctico y móvil, sino menos consumo de material. Y también más rápido, ya que los electrones portadores de la información deben recorrer menores distancias.

¿Existen límites?

Estamos camino de lograr un ordenador excepcional, el ordenador cuántico. En esas escalas de la materia aparece una nueva gramática, la mecánica cuántica, que no encuentra análogo alguno en el mundo macroscópico. Pasaremos de los dos estados actuales, marcados por el cero y el uno, a infinitos estados, de cero, uno y combinaciones de ambos, que se traducirán en un incremento excepcional de la potencia de cálculo de los ordenadores.

La mecánica cuántica se manifiesta, sobre todo, a escalas mucho más pequeñas.

Efectivamente, cuando tenemos un átomo individual estamos en las dimensiones del angstrom, la décima parte del nanómetro, y ahí se presentan efectos mecanocuánticos. El nanomundo es el resultado del primer nivel de organización de átomos y moléculas, de cuya unión resultan nanocristales, nanotubos, nanobiomotores o nanomáquinas biológicas. Representa también el umbral natural donde todos los sistemas vivos y los sistemas artificiales trabajan.

¿Y la nanomedicina?

Es posible hablar ya de nanodiagnósticos y nanoterapias. Con la nanotecnología es posible el diagnóstico sofisticado y preciso, en los primeros estadios de la enfermedad, cuando todavía puede ser fácilmente abolida. Y también nos proporciona eficaces nanoterapias. La seductora promesa de entregar fármacos directamente a las células cancerígenas, dejando intactas las sanas, es hoy una realidad. Es lo que se conoce como liberación inteligente de fármacos, que ha llevado más allá de la ciencia ficción ese «Viaje fantástico» de Isaac Asimov. Algunos de estos sistemas ya están en el mercado, caso del Gliadel, utilizado para combatir eficazmente una enfermedad como el cáncer de próstata.

¿Todo eso se está traduciendo en un aumento en la esperanza de vida?

Nuestros órganos y tejidos están programados para una duración limitada. Las técnicas de trasplante son bien conocidas. El problema radica en la escasez. Con la nanotecnología ha sido posible la construcción de tejidos y órganos artificiales. En los hospitales hay ya bancos de piel artificial, que puede ser utilizada para reemplazar la que sufrió quemaduras. En los laboratorios se abordan proyectos tan fascinantes como la construcción de un corazón artificial.

Otras aplicaciones de la nanotecnología.

A nivel individual, nos preocupa la salud humana y, a nivel colectivo, el desarrollo sostenible del planeta. Hacen falta fuentes de energía limpias, como la energía solar. Una sola hora de Sol es suficiente para satisfacer las demandas energéticas de la Humanidad durante todo un año. El principal problema radica en que las celdas solares convencionales sólo capturan una pequeña fracción de los rayos solares visibles, lo que limita enormemente su eficiencia. La radiación solar es la suma de los siete colores del arco iris, visibles a nuestros ojos, más el infrarrojo y el ultravioleta, invisibles a nuestros ojos. Las celdas que tenemos en el mercado están especializadas fundamentalmente en atrapar uno de esos colores. Además, utilizan materiales caros como el silicio. Con ayuda de la nanotecnología estamos empezando a desarrollar nuevos materiales, que capturen la radiación solar en todo su espectro lumínico, al tiempo que abaratan los costes. La nanotecnología también permite desarrollar luces de bajo consumo conocidas como luces frías o diodos emisores de luz.

¿En qué está trabajando actualmente en el Instituto Tecnológico de Massachusetts?

El gran objetivo perseguido es el máximo aprovechamiento de la energía de la propia Tierra y del Sol en todo su espectro, prestando especial atención a una fuente de energía poco considerada hasta la fecha, que es la contenida en la radiación infrarroja, invisible a nuestros ojos, pero no por ello ausente. Trabajo en una pintura fotovoltaica que, aplicada al cristal de las ventanas, nos permita captar esa radiación. Tendríamos así un sistema fotovoltaico integrado de una forma arquitectónica.

¿Por qué la radiación infrarroja?

Más de la mitad de la radiación solar nos llega en forma de radiación infrarroja y a su vez el propio planeta Tierra y su entorno emiten grandes cantidades. Por otra parte, no podemos depender exclusivamente del Sol como un interruptor que encienda o apague nuestras demandas energéticas. ¿Cómo abastecernos por las noches o los días nublados? Necesitamos una fuente de energía no intermitente, como la contenida en la radiación infrarroja, que está asociada a la energía térmica. Cualquier cuerpo emite radiación infrarroja en mayor o menor medida, dependiendo de su temperatura. Ése es precisamente el fundamento de las cámaras de visión nocturna.

¿Qué estrategia concreta de investigación sigue?

Comenzamos haciendo simulaciones teóricas, para tratar de encontrar materiales que capturen eficientemente la radiación infrarroja y la conviertan en electricidad. Es más rápido y económico ensayar con lápiz, papel y ordenador que en el laboratorio. Una vez que tengamos una lista de potenciales candidatos es cuando pasamos a sintetizarlos y desarrollar el dispositivo. Algo similar a lo que ocurre en la edificación en la vida cotidiana: primero se diseña el plano del edificio y luego se construye siguiendo las indicaciones del plano.

¿Podrá algún día un centro de investigación español ser como el MIT?

Antes de llegar al MIT la gente me hablaba de la gran cantidad de medios materiales que aquí tendría. Pero después de mes y medio me he dado cuenta de que, como en cualquier empresa, lo más grande e importante del MIT son sus recursos humanos. Los grandes científicos son los que no sólo resuelven problemas, sino los que escogen los problemas a resolver. Aquí hay grandes visionarios que supieron leer los desafíos y necesidades reales de la humanidad. Y después los afrontaron con ingeniosas estrategias, traduciéndolos a aplicaciones prácticas que redundan en beneficio del ser humano y de su entorno. Son también grandes soñadores que apostaron por sueños que muchos consideraban imposibles. La ciencia y la tecnología son cada vez más una obra colectiva. Son la suma de los esfuerzos de muchas personas en diferentes partes del planeta, pero sí es cierto que el MIT ha conseguido reunir una masa crítica muy importante, que de alguna forma marca la pauta. Será muy difícil para cualquier centro, no sólo español, sino de otras partes del mundo, estar a su altura.

Usted es miembro del jurado del premio «Príncipe» de Investigación. ¿Cómo se perciben en EE UU y en otros países los premios?

Casualmente, el otro día me encontré con Robert Langer, investigador del MIT y premio «Príncipe de Asturias» de Investigación Científica y Técnica 2008. Le pregunté por este premio. No dudó un instante: he recibido 170 premios a lo largo de mi vida, algunos tan importantes como el Premio de Tecnología del Milenio, pero de ninguno tengo tan grato recuerdo como del recibido en Asturias, me dijo. Creo que nuestros premios se han consolidado en el panorama internacional y son el referente indiscutible, que goza de credibilidad y prestigio. Es la recompensa a la ilusión y al trabajo bien hecho durante 29 años. Graciano García es una de las grandes personalidades de nuestra era.

La Universidad de Oviedo opta a la excelencia.

Sé que ha superado la primera fase y que en breve se enfrenta a la prueba definitiva. Como ex alumno y antiguo investigador de esa Universidad, me agradaría que consiguiese el sello de excelencia. Creo que lo merece.


Del Instituto de Cangas del Narcea al Instituto Tecnológico de Massachusetts.

No son cosas incompatibles. He conocido grandes profesionales en los institutos. De ellos recibí importantes enseñanzas humanas y profesionales, así como de los alumnos. Al fin y al cabo, el mejor campo de entrenamiento de un divulgador son las aulas.




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