Plano tangente

 “Tenemos que abandonar el sentido común con el fin de percibir lo que está sucediendo a nivel atómico.”

Richard Feynman

El avance de la ciencia está llevando a la humanidad a la era de la nanotecnología. En términos sencillos, esta se refiere a la tecnología practicada sobre los materiales a nivel molecular. Al mismo tiempo, es la ciencia que está sustentada en la capacidad de medir, manipular y organizar la materia a escala nanométrica, entre 1 y 100 nanómetros, y tiene la capacidad de crear materiales con propiedades nunca antes vistas que podrían revolucionar muchos y diversos sectores. Entre ellos, el de la producción de alimentos.

Es difícil dimensionar lo pequeño de la nanotecnología, pero para ponerlo en perspectiva: una hoja de papel tiene aproximadamente 100,000 nanómetros de espesor; hay 25,400,000 nanómetros en una pulgada; un cabello humano tiene aproximadamente entre 80,000 y 100,000 nanómetros de ancho. En una escala comparativa, una esfera con un diámetro de 1 nanómetro es para una pelota de softbol lo que una pelota de softbol es para la Tierra. Muchos de los mecanismos internos de las células ocurren naturalmente a nanoescala. Por ejemplo, la hemoglobina, la proteína que transporta oxígeno por el cuerpo, tiene 5.5 nanómetros de diámetro.

La nanotecnología no busca trabajar en dimensiones cada vez más pequeñas así porque sí. El atractivo de trabajar a nanoescala está en las propiedades físicas, químicas, mecánicas y ópticas únicas de los materiales a esta escala. La materia puede exhibir comportamientos inusuales a nanoescala. Ciertos materiales nanoestructurados son más fuertes o tienen propiedades magnéticas diferentes en comparación con otras formas o tamaños del mismo material. Otros son mejores para conducir el calor o la electricidad. Algunos, por su parte, pueden volverse más reactivos químicamente, reflejar mejor la luz o cambiar de color a medida que se altera su tamaño o estructura.

En la última década, el comportamiento del consumidor con respecto a los productos alimenticios se ha visto influenciado por la calidad y la seguridad. Actualmente, los alimentos altamente procesados con un alto contenido de productos químicos no son aceptados entre la población, y hay una clara tendencia a consumir alimentos frescos.

La nanotecnología está ayudando a mejorar considerablemente áreas como la seguridad alimentaria y las ciencias ambientales, entre muchas otras. El uso de la nanotecnología puede impulsar la producción agrícola y, de hecho, se está convirtiendo en una de las herramientas más importantes en la agricultura moderna. Proporciona nuevos agentes agroquímicos y nuevos mecanismos de suministro para mejorar la productividad de los cultivos, lo cual también promete reducir el uso de pesticidas. Adicionalmente, permite la implementación de nanosensores/nanobiosensores en la protección de cultivos.

Las nanotecnología agronómica anuncia muchas aplicaciones e innovaciones. Se esperan algunas tecnologías como zeolitas nanoporosas para liberación lenta y óptima de agua y fertilizantes para plantas y nanocápsulas para el suministro de agroquímicos. Los nanoplaguicidas cubren una amplia variedad de productos, algunos de los cuales ya están disponibles en el mercado. Asimismo, la descarga de nutrientes en el suelo de forma controlada se puede lograr mediante la utilización de nano-fertilizantes, evitando así la contaminación del agua. Esta estrategia resulta en una mayor eficiencia elemental y una menor toxicidad del suelo, al menos en comparación con el uso extremo de fertilizantes.

En cuanto a los biocombustibles, la nanobioingeniería de enzimas apunta a la conversión de celulosa de astillas de madera, tallos de maíz, pastos perennes sin fertilizar y otros residuos agrícolas en etanol, un combustible. Los nanomateriales celulósicos, por su parte, han demostrado aplicaciones potenciales en una amplia gama de sectores industriales, incluidos la electrónica, la construcción, el embalaje, la alimentación, la energía, la atención sanitaria y la industria automotriz. Se prevé que los nanomateriales celulósicos sean menos costosos que muchos otros nanomateriales y, entre otras características, ofrezcan una impresionante relación resistencia-peso.

La nanotecnología sigue creciendo. Investigadores de la Universidad Rice en 2020 descubrieron que prácticamente cualquier fuente de carbono sólido (desde restos de comida hasta neumáticos viejos de automóvil) se puede convertir en grafeno, que son láminas de carbono empleadas para producir desde plástico de alta resistencia hasta electrónica flexible. El laboratorio de Rice convierte la basura en valioso grafeno en un instante. Por otro lado, un equipo de científicos de la Universidad de Harvard y la Universidad Tecnológica de Nanyang, en Singapur, ha desarrollado un material “inteligente” para envasado de alimentos que es biodegradable, sostenible y mata las bacterias dañinas. Este envase está compuesto por nanofibras con un cóctel de compuestos antimicrobianos naturales.

La nanotecnología ofrece todo un nuevo repertorio de materiales y, por tanto, un nuevo panorama para la solución de problemas. La nanoescala permite ver otro ángulo de la materia; uno que permite encontrarle usos distintos. El crecimiento de esta ciencia y tecnología es prometedor, y es momento de explorarla. La pregunta hoy no debe ser qué hace la nanotecnología, sino qué se quiere hacer con ella.  

(jorgequirozcasanova@gmail.com)