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Antonio Hernando
I. Kortabitarte
Antonio Hernando
Catedrático de Magnetismo en la Materia

“La nanotecnología está en un momento de máximo crecimiento”

El congreso internacional sobre nanociencia y nanotecnología reunió el pasado septiembre, en San Sebastián, a más de 60 ponentes líderes en diversos campos de la física, la química, la ingeniería, la biología y la medicina en el ámbito de lo nano. Entre ellos se encontraba el director del Instituto de Magnetismo Aplicado de Madrid.

¿En que se centra su trabajo en el Instituto de Magnetismo Aplicado?

Estudiamos materiales magnéticos y también medimos campos magnéticos. Es decir, digamos que nos centramos en el estudio de las propiedades magnéticas de los materiales, aspecto éste muy interesante para la nanociencia, ya que permitirá l desarrollo de muchas aplicaciones en el futuro.

El tema de las nanopartículas es muy interesante, ya que estos últimos años se han desarrollado diferentes técnicas que han permitido que los científicos trabajemos a la escala del nanómetro e incluso que se puedan manipular dichas partículas, tanto mediante métodos físicos como químicos.

La posibilidad de trabajar a dicha escala nos permite analizar las propiedades que los materiales tienen en esa escala. Todas las ramas de la física, de la química, de la biología o incluso de la medicina han pasado a trabajar a escala nanométrica. Además, gracias al descubrimiento de las técnicas mencionadas, el crecimiento de la investigación en el campo de la nanotecnología y de la nanociencia ha sido espectacular.

¿Qué aplicaciones tienen las nanopartículas magnéticas?

Por ejemplo, en el campo del almacenamiento y del tratamiento de la información por medios magnéticos, lo que se ha pretendido es aumentar la densidad de la información, es decir, el numero de bits por unidad de superficie. Todo ello nos lleva a trabajar con discos duros de mucha más capacidad y mayor velocidad de lectura y escritura.

En el ámbito de la medicina, las nanopartículas magnéticas ofrecen grandes posibilidades para los nuevos tratamientos contra el cáncer. Estas partículas pueden ser introducidas en el cuerpo humano, donde gracias a sus propiedades magnéticas pueden visualizarse y dirigirse para que ataquen únicamente a las células cancerosas, dejando intactas las células sanas.

Si, por ejemplo, se detecta un tumor en la rodilla, lo deseable sería que los fármacos contra ese tumor actuaran solamente en la rodilla. Ello reduciría enormemente los efectos negativos sobre el paciente en comparación con los tratamientos actuales que son muy agresivos para todo el organismo. Ésa sería una de las principales ventajas que aportaría la nanotecnología a la medicina: las partículas magnéticas se encargarían de transportar los fármacos hasta el lugar que fuera preciso tratar.

Otra de las ventajas sería también poder utilizar dichas partículas en lo que se conoce como hipertermia. Se trata de agrupar las partículas magnéticas en el tumor, aplicar un campo magnético externo de alta frecuencia que calienta esas partículas, y por lo tanto, calienta también el tejido en el que estén esas partículas, con lo que se produce la muerte térmica de las células cancerígenas o malignas.

La característica más interesante del magnetismo es la capacidad que ofrece para almacenar las partículas en un lugar concreto, tanto en lo que a los tumores se refiere en el caso de la medicina, como en campo de la informática (cuantas más partículas, mayor cantidad de bits).

Igualmente trabajáis con semiconductores magnéticos en el campo de la informática. ¿Qué características tienen dichos semiconductores?

Hoy en día, uno de los temas también muy importantes del magnetismo es el de los denominados semiconductores magnéticos. El mecanismo es muy simple: un ordenador tiene una memoria dura que es magnética; y una memoria ram o, digamos, una memoria de transistores, que es electrónica y que se conoce como memoria rápida. La memoria rápida, como su nombre indica, actúa muy rápidamente, y cuando falta energía —por ejemplo, cuando se va la luz—, dicha memoria desaparece. Cuando la luz se va de pronto, todos nos hemos dicho alguna vez “¡esto no lo había guardado!”. Pero es la memoria dura la que se encarga de guardar los documentos. Se trata de dos mecanismos distintos.

Cuando encendemos el ordenador y aparecen en pantalla unos cuadritos con luz, es cuando se está estableciendo la conexión entre la memoria dura y la memoria ram. En realidad, es una pérdida de tiempo. Si contáramos con semiconductores magnéticos, sería posible hacerlo en un único paso. Además, se trataría de un paso rápido y, al mismo tiempo, permanente, y no harían falta dos sistemas.

En resumidas cuentas, el objetivo de los semiconductores magnéticos sería que el ordenador contara con un único sistema, en lugar de con dos memorias, y que toda la información se guardara a medida que se va creando. Eso es lo que muchos investigadores —entre ellos nosotros—, queremos conseguir desde el punto de vista de la escala nanométrica.

Hasta el momento, hemos encontrado nanopartículas de óxido de zinc (ZnO),. Son semiconductores y pueden convertirse en partículas magnéticas, como hemos hecho con el oro, añadiendo unos átomos de azufre a dichas partículas de ZnO. Quizás, en el futuro, puedan ser aplicadas en el campo de la informática.

Durante estas investigaciones también se han descubierto las propiedades magnéticas de las nanopartículas de oro.

Sí, así es. El oro no tiene propiedades magnéticas. Es un material diamagnético. Al acercarle un imán (es decir, un campo magnético), lo repele. Sin embargo, si las nanopartículas de oro se cubren con ciertas moléculas orgánicas, aquellas pueden adquirir unas propiedades magnéticas de las que carece el oro en la forma habitual que conocemos en nuestros anillos y pendientes.

Dichas nanopartículas tienen el tamaño de dos nanómetros, y, enlazadas químicamente con átomos de azufre, se convierten en partículas magnéticas. Aún no se sabe el mecanismo que se esconde tras este asombroso descubrimiento, pero es algo que estamos investigando. Se trata de un descubrimiento muy importante, ya que el oro es un material muy poco tóxico para el cuerpo humano.

¿En que punto se encuentran dichos estudios y los estudios de la nanotecnología en general?

En la actualidad, algunas disciplinas científicas están inmersas en el campo de la nanotecnología, y, por lo tanto, dicha tecnología resulta más atractiva que nunca. Sin duda alguna, tiene que avanzar muchísimo más, pero se encuentra en un momento de máximo crecimiento, y el interés que suscita es cada vez mayor.

En medicina, por ejemplo, se están investigando muchas de las cuestiones que se plantearon hace años. Ciertos institutos de nanotecnología han realizado ya infinidad de experimentos con animales, y algunas investigaciones se encuentran en la fase de realización de pruebas clínicas. Yo no puedo dar una fecha concreta para todo esto, sin riesgo de equivocarme, pero se está trabajando sin descanso, y de ahí surgirán, luego, quizás, otras cosas.

Autor: Irati Kortabitarte

Revista Elhuyar Zientzia eta Teknologia nº 236

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