Las Falacias de la Nanotecnología (I)

Falsas predicciones de la Nanotecnología

La Nanotecnología es la manipulación de la materia a escalas microscópicas, a nivel atómico y molecular, para conseguir nuevos avances en diferentes ramas de la ciencia. La creación de nuevos materiales y dispositivos a escala más reducida podrá conseguir logros impresionantes en los campos de los semiconductores y circuitos integrados, almacenamiento de la energía, nuevos materiales, miniaturización de dispositivos, catalizadores más eficientes, avances en la impresión 3D, en la producción de energía, materiales más compatibles con la biología, etc, etc. Como cualquier ciencia emergente, también suscita preocupaciones, sobre todo en cuanto al impacto ambiental de los nanomateriales, su posible toxicidad y los efectos en la economía global de su implementación a gran escala. Hay un debate abierto sobre si precisa una regulación específica.

Hasta ahí ninguna controversia. Pero sí que disiento totalmente de varias falacias que la tecnología está sembrando, no solo en el debate científico, sino que están calando en la opinión pública. Y estas falacias se basan en el desconocimiento de la biología por ciertos ingenieros y visionarios, un desconocimiento totalmente irresponsable por su parte. La primera de estas falacias es la preocupación sobre si la nanotecnología puede originar un desastre global denominado Masa gris o Plaga gris, al multiplicarse sin control nanomáquinas auto replicantes que consumirían toda la materia viva de la Tierra. En primer lugar, objetos auto replicantes microscópicos que usaran la energía de la materia viva para extraer de la tierra los minerales, los sustratos para polímeros o los metales de su composición, purificarlos, darles forma, ensamblarlos y hacer un control de calidad, serían los objetos más ineficientes nunca antes imaginados. No son factibles ni energéticamente, ni en el acceso a los materiales que precisarían. Podrían usar otro tipo de energía, como la solar o nuclear. La energía solar no puede dar lugar a ningún sistema de crecimiento rápido, serían como plantas. Con la energía nuclear, el diseño de cada unidad no podría ser ni microscópico ni sencillo, y el procesamiento de los materiales dificilísimo Por otra parte, las nanomáquinas auto replicantes perfectas ya están sobre la Tierra desde hace 4 mil millones de años y son biológicas. Se denominan Bacterias.

Las bacterias aprovechan la energía química local, la energía solar o la energía almacenada en la materia orgánica de forma muy eficiente, y usan solo materiales que se pueden obtener in situ fácilmente. Las proteínas, el ADN y los lípidos que las forman se basan en elementos de ubicuos: Agua, Nitrógeno y Carbono del aire, y unos pocos minerales disueltos en el agua. No hay ninguna máquina auto replicantes biológica que pueda superar a estas maravillas microscópicas. Y ninguna de ellas tiene capacidad de replicarse sin control, ni de aniquilar a toda la materia viva. No podemos diseñar una nueva bacteria mejorada que lo lograra, porque ha habido miles de millones de especies de bacterias durante 4.000 millones de años de su existencia, y no se ha producido la aniquilación por la masa gris. Sí que podemos usarlas para la guerra bacteriológica, pero eso no entra dentro del campo de la Nanotecnología.

Otra cosa son los Virus. Los virus sí que los podríamos manipular para ser capaces de destruir especies enteras o incluso hacer desaparecer alguno de los tres reinos de los seres vivos, pero no son nanomáquinas mecánicas, y su estudio tampoco es un campo dentro de la nanotecnología. La manipulación genética de los virus sí que es potencialmente peligrosa y necesita regulación y leyes. Sin ser manipulados, los virus pueden ser fuentes de grandes catástrofes, y su manipulación puede conducir al verdadero fin del mundo para los humanos.

Me gustaría hacer hincapié en que las moléculas biológicas como las proteínas, los ácidos nucleicos y los lípidos, tienen todo tipo de ventajas frente a dispositivos basados en materiales artificiales, ya sean metales o polímeros, actuando mediante piezas mecánicas, al menos cuando pretendan interaccionar con seres biológicos. Ello se debe a que trabajan mucho mejor en un medio acuoso. Su medio natural es el agua y, al ser moléculas polares con partes hidrofóbicas, les permite auto ensamblarse con facilidad y plegarse adecuadamente. Esto además posibilita interacciones muy específicas mediadas por fuerzas electrostáticas, de Van der Waals, de puentes de hidrógeno. Las moléculas orgánicas aprovechan la energía del movimiento browniano, el movimiento aleatorio de las partículas en un medio fluido, para ahorrar mucha energía al desplazarse e interactuar sucesivamente con otras moléculas orgánicas sin gasto de energía.

Otra gran ventaja de las moléculas orgánicas es que interaccionan muy bien con otras moléculas orgánicas por complementariedad entre sus superficies libres. Las enzimas, los ácidos nucleicos, las hormonas, los neuropéptidos, los anticuerpos y otros muchas moléculas orgánicas, se acoplan a su sustrato, su antígeno o su receptor sin gastar energía para desplazarse, aprovechando el movimiento bronwniano, y entonces encajan mecánicamente como una llave y su cerradura. Luego permanecen unidas por fuerzas electrostáticas el tiempo necesario para realizar su función. Más tiempo cuando hay una mayor complementariedad electrostática, menos tiempo si no hay tanta complementariedad electrostática.

Sigue nuestra siguiente publicación, donde intentaremos refutar la visión de que el futuro de la medicina será un ejército de nanobots parecidos a mini submarinos, con brazos mecánicos y láseres patrullando por nuestro cuerpo, diagnosticando, curando y previniendo enfermedades.