Entrevista con Javier Tejada, catedrático de la universidad de Barcelona y nanocientífico.
“Tenemos que ser capaces de abordar investigaciones que generen plusvalías intelectuales y tecnológicas”
Por primera vez en la historia de la humanidad, se pueden coger átomos o moléculas como “si fuese con pinzas” e ir recolocándolas, para hacer reorganizaciones atómicas nunca antes realizadas. De esta forma, podrán aparecer propiedades
que en la naturaleza no se conocen. “La gran esperanza de los nanotecnólogos es controlar el proceso de posición atómica”, asegura Javier Tejada, con un gesto soñador. “Ya se han logrado cluster atómicos de 70 o 80 átomos con propiedades nuevas a nivel óptico o magnético” y las posibilidades, añade el Catedrático de Física Fundamental de la Universidad de Barcelona y Doctor Honoris Causa por la City University de Nueva York y Director del “son casi infinitas”. El objetivo sería crear materias que no existan en la naturaleza, con propiedades totalmente nuevas.
Hasta la fecha se ha trabajado mucho en nanociencia y en este congreso hemos visto muchas aportaciones al respecto, pero ¿podemos hablar de que la nanotecnología es ya una realidad? ¿Hay desarrollos concretos?
Productos nanos en el mercado no hay muchos. Pero se está trabajando mucho en la consecución de dispositivos, ya que la nanotecnología está relacionada con campos que en el siglo XXI son muy importantes como la robótica, las telecomunicaciones, los sensores, el magnetismo o la nanoelectrónica. De momento, hay dispositivos que ya se comercializan basados en ideas nano, aunque todo él no lo sea. Lo más importante es que la nanociencia está relacionada con campos emergentes de la tecnología, por eso no hay que descuidar la investigación básica.
Un ejemplo…
Hay transistores basados en el efecto túnel producido por el cambio de dirección de los electrones. Se está trabajando incluso en el transistor de un sólo electrón. O los squids, unos hilitos con un aislante dentro a escala nanométrica, que sirven para medir voltajes pequeños y momentos magnéticos. Quizá resulte un poco complejo, pero también hay nanopartículas patentadas que se aplican a productos farmacéuticos y cosméticos. Es un campo donde se están levantando muchas expectativas y destinando muchos recursos públicos.
Pero, ¿qué ventajas representa esa carrera por la miniaturización?
Cuando uno tiene un dispositivo complejo en el que intervienen muchos elementos, hay más problemas de desgaste, de disipación de energía, de ralentización del proceso. Al reducirse, todo se vuelve más controlable, más fácil de reproducir y con una copia mucho más exacta. En el mundo en el que nos movemos todos partimos de materiales similares, como el carbono, pero cada persona es diferente. En el mundo nano se pueden lograr conglomerados de partículas idénticas: auténticos clones.
Operar con clones, no humanos claro, ofrece una enorme exactitud. ¿Puede proporcionar una trazabilidad y un nivel de calidad casi perfecto en un proceso?
Es el mismo proceso que al pasar de la grabación del sonido analógico al digital. En ese caso al principio la distribución de las partículas era enorme, pero al reducirla se permite digitalizar la señal, que ocupa mucho menos espacio y es mucho más exacta. Siguiendo este ejemplo, ahora se pretende dar un paso más y conseguir que no haya ninguna distribución, sino clones idénticos. En ese camino, que es largo, se pasará por continuar con la miniaturización.
Pero llega a un momento que si reducimos demasiado y se trabaja con partículas, cambian totalmente las leyes de la física. Entramos en el terreno cuántico, donde se rompe la relación causa y efecto a la que estamos acostumbrados. Ya no llueve siempre hacia abajo…
Quizá la mejor forma de entenderlo es ver la computación clásica basada en el bit: donde el uno es, por ejemplo, hacia arriba y el cero, hacia abajo. Es el sistema binario. Así funcionan nuestros ordenadores. En computación cuántica no hay estado cero o uno, sino la superposición de ambos. Los dos se dan al mismo tiempo. Si antes hablábamos de los squid, se ha demostrado que la corriente eléctrica circula hacia ambos lados a la vez.
Hay que moverse en el terreno de la paradoja…
Es esa superposición de ir a la vez hacia atrás y hacia adelante la que constituye un estado cuántico. Hay investigadores que quieren basar la computación cuántica en squids, pero todavía se está trabajando en diferentes líneas. Nosotros, por ejemplo, apostamos por el magnetismo cuántico. En el mundo empresarial tengo la impresión de que, si bien hay gente que se ha contagiado de esta emoción científica, todavía hay dudas de cuales serán las mejores aplicaciones y las más rentables..
Intentando saber hacia dónde se va orientar la próxima revolución tecnológica, supongo…
Por eso las empresas están muy atentas a la generación de patentes. Y sobre todo, quién la genera.
¿Se podría dar alguna pista?
En el caso de la nanoelectrónica habrá una gran revolución, que requerirá mucha inversión de dinero. También afectará al mundo de las telecomunicaciones y la robótica, que son muy sensibles al desarrollo de nuevos dispositivos. En medicina sobre todo en lo referido a nanosensores, porque en otros usos habrá que trabajar en biocompatibilizar los desarrollos para que no sean tóxicos o produzcan rechazo. También como ha sucedido en otros campos habrá muchas cosas que no ocurrirán nunca y otras que no podemos ni sospechar se materializaran.
El peligro es que, como en otros campos, suceda que desarrollos teóricos muy interesantes no se conviertan en productos, porque las empresas no los consideran suficientemente rentables
Por eso es importante que tanto la inversión privada como la pública sean capaces de entender que son necesarias metas ambiciosas, sin centrarse únicamente en el corto plazo. Los cincuenta grandes descubrimientos del siglo XX aplicados a campos industriales están relacionados con la llegada del hombre a la luna. En ciencia hay que plantearse a dónde se quiere llegar, pero si no se logra, por el camino se pueden encontrar enormes innovaciones, que pueden convertirse en productos de éxito. Luego está el tema de la energía….
¿Se puede obtener energía a partir de la nanotecnología? Porque también habrá procesos que consuman mucha.
Si, hay esa doble vertiente. Hay que tener en cuenta que nuestra sociedad es hija del petróleo y esta fuente se está agotando. Hay que buscar alternativas más allá de la energía nuclear. Las renovables ya están en marcha, pero se puede mejorar mucho con nuevos dispositivos. Y la fuente del futuro parece ser el hidrógeno y la nanotecnología puede aportar mejoras en el rendimiento de las pilas. El problema, como has indicado, es que para hacer nanodispositivos hay que consumir mucha energía, porque actualmente los obtenemos de la separación de partículas. Y separarlos cuesta energía.
Es un proceso que debería retroalimentarse: obtener nuevas fuentes de energía para tener la capacidad necesaria para crear más dispositivos nanos.
Exacto. Si no llegaríamos al límite de nuestras capacidades.
Pensar en clave cuántica
Si volvemos a la mecánica cuántica, que simplificando son las leyes que rigen las relaciones entre las partículas subatómicas y que introducen muchos cálculos de probabilidad, lejos del universo de certezas en el que estamos acostumbrados a movernos. ¿Cómo puede un investigador y, todavía más un directivo, asimilar esa incertidumbre?
Lo más curioso es que las estratos sociales que más fácilmente han adoptado estas ideas son los paracientíficos, los paramédicos e incluso la brujería. Quieren aprovecharse de una especie de batiburrillo y vender cosas absurdas, como líquidos curativos con propiedades cuánticas o la coherencia de pensamiento de la humanidad, como si todos formásemos parte del mismo organismo. Si ese tipo de paraciencia son sensibles, el mundo tecnológico lo es mucho más y las grandes empresas tienen personas muy formadas con visión de futuro.
Haría falta entonces empresarios muy abiertos a romper con los esquemas habituales.
El llevar un negocio precisamente favorece este tipo de pensamiento, porque hay que responder continuamente a muchas variables, algunas muy contradictorias. Una vez superada la dificultad conceptual si las grandes empresas ven negocio en lo nano, moverán ficha.
Cuestión de magnetismo
¿Cómo podría explicarse el magnetismo cuántico sin caer precisamente en esoterismos?
Hay que imaginar una brújula que marca el norte. Si no existiera el campo magnético de la tierra no lo señalaría. Marcaría cualquier cosa, pero para variar esa orientación habría que consumir energía. El magnetismo cuántico consiste en invertir esos polos sin gastar energía, porque simultáneamente la nano brújula estaría en ambos estados. Una cosa es ella y lo contrario.
Pura filosofía. Así es imposible ser determinista.
Incluso afectaría a la justicia, donde las causas y efectos deben estar muy claras. Es un problema incluso epistemológico. Pero no podemos abandonar las normas con las que nos regimos en el día a día. Se trata de compatibilizarlas.
La capacidad de almacenamiento de la información, reduciendo el tamaño de los procesadores utilizados, ha sido una constante desde la invención de la informática ¿Vamos hacia el ordenador nanomagnético?
Si queremos reducir el tamaño de los procesadores llegará un momento en que llegaremos a comportamientos cuántico. Pero si nos movemos en el nanomagetismo este límite desaparece. Se grabaría información en vez de bits en “qbits”. En este terreno hay muchos grupos trabajando desde el punto de vista teórico y con diferentes soluciones. Pero en desarrollos estamos como en el año 54 en la computación clásica, cuando apareció el primer ordenador. Ahora han logrado juntar alrededor de 10 “qbits” juntos, que todavía no es suficiente. Lo difícil es lograr un hardware que se ajuste, queda mucho por hacer.
