El físico neoyorkino Richard Feynman, hombre brillante y peculiar, se formó académicamente en dos instituciones de gran prestigio: en el Instituto Tecnológico de Massachusetts y en la Universidad de Princeton, en esta última; Feymann obtuvo el doctorado en el año 1942.
Tras un breve paso por la Universidad de Cornell, Richard se dirigió al Instituto Tecnológico de California, donde desarrolló su carrera científica y docente. En 1965 recibió el premio Nobel de Física por sus trabajos sobre electrodinámica cuántica. Además de ser un excelente docente y un gran investigador, fue un inquieto divulgador de la física. Feynman es considerado un auténtico visionario. Los científicos de la época habían comprendido los principios del electromagnetismo y ya se había descubierto la radiactividad y el electrón, por lo que en el siglo XX ya se hablaba del interior de la estructura atómica. La mecánica cuántica y la teoría de la relatividad desembocaron en la física moderna. En este vertiginoso tránsito se pasó a mediados de siglo XX, por la fisión del núcleo atómico, auspiciada por Estados Unidos a través del Proyecto Manhattan. Al dictar una conferencia, Feymann fue el primero en proponer, la manipulación de los átomos para generar objetos a pequeña escala.
El nombre genérico de Física moderna se le da al conjunto de áreas de la física tales como: mecánica cuántica, física molecular, física del estado sólido, física nuclear, física de partículas de altas energías, relatividad general y física estadística; que permiten a los científicos, entender los fundamentos bajo los que el núcleo atómico puede ser manipulado. Por ello, la miniaturización de ciertas tecnologías ha sido posible gracias a los fundamentos de la física moderna. Sabemos que la tecnología ha logrado alcanzar escalas muy pequeñas que igualan a muchas de las estructuras más diminutas existentes en la naturaleza.
Ahora existen cuerpos u objetos artificiales equivalentes en tamaño, a otros hechos por la naturaleza. Si pensamos en la goma borrador de un lápiz y el tamaño de una hormiga, ambos cuerpos están en el rango entre tres milímetros y un centímetro. Si nos vamos adentrando, y tomamos como ejemplo el grosor de una uña humana, ésta estará por debajo de un milímetro o unas 150 micras, continuando nuestro viaje imaginario al interior de los objetos microscópicos, si pensamos en el grosor de un cabello, éste tiene aproximadamente, unas 80 micras en promedio. En este mundo microscópico podremos medir, células y bacterias, las primeras con un tamaño de cercano a las 10 micras, y las segundas alrededor de las 5 micras. Los genes humanos se encuentran en el intervalo de tamaños que van de una micra a 100 nanómetros. Ahora la escala se llama manométrica, estas escalas cercanas a los 10 nanómetros son los tamaños típicos de los virus y por debajo de los 5 nanómetros, se puede medir moléculas tales como las proteínas.
En escalas similares como las mencionadas en el párrafo anterior, podemos encontrar tecnologías que son de interés hoy día, y que los científicos e ingenieros en nanotecnología, han logrado diseñar y construir, estos sistemas son por ejemplo: 1) microsistemas electromecánicos fluídicos, ópticos y magnéticos (MEMS), que van de 1 a 100 micras; 2) puertas de transistores, entre una micra y 100 nanómetros; 3) puntos cuánticos, entre 2 y 10 nanómetros; 4) nanotubos de carbono, cercanos a un nanómetro; 5) redes cristalinas, por debajo de un nanómetro.
Estos elementos tienen aplicación en ciertas tecnologías por ejemplo: a) nanocélulas solares para el desarrollo de nuevos dispositivos nanotecnológicos que aumenten considerablemente el rendimiento de las células solares fotovoltaicas existentes. Podrían mejorar el funcionamiento de estos sistemas de energías limpias en un futuro sin combustibles fósiles; b) imágenes moleculares, para mejorar el realce de imágenes médicas y de diagnóstico basado en nanotecnología a nivel molecular; c) litografía de nanoimpresión, que es una técnica básica para fabricación masiva eficiente de nanoestructuras usando moldes; d) ingeniería inyectable de tejidos, síntesis de material biológico o biomateriales, que reemplace a tejidos humanos dañados o enfermos, e) glicómica, ciencia e ingeniería de azúcares biológicos.
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Universidad Politécnica de Tulancingo alfonso.padilla@upt.edu.mx
