mente al ordenarse los átomos, y su grosor y longitud dependen de las temperaturas de los vapores y de las paredes del recipiente, y de otros parámetros del proceso. Con técnicas similares, Jun Ni y otros investigadores construyeron, en 2009, 237S i s t ema s m i c r o e l e c t r omecán i c o s Nanoengrana jes atómicos de fule- reno. (Imagen de la NASA). El fulereno, como el grafito y el diamante, resulta de una de las formas en que se pueden unir y ordenar los átomos de carbono. Su nom- bre rinde homenaje a Richard Buckminster Fuller, arquitecto crea- dor de la cúpula geo- désica, o geoda. l l Representación artística de varios nanotubos de carbono. Cada átomo de ese elemento ocupa un nodo de la red. Hay tubos de una sola capa, como éstos, y otros de estructura más com- pleja, con varias capas vinculadas entre sí mediante enlaces atómicos. Esta figura no representa la torsión que pueden tener los nanotubos, hacia la izquierda o hacia la derecha. 10En 1895, mucho antes de los satélites, el científico ruso Konstantin Tsiolkovsky, mientras admiraba la hoy famosa torre diseñada por Alexandre Gustave Eiffel, y comentaba con él su diseño, concibió la idea de hacer una construcción de más de cien mil kilómetros de altura, que se mantendría erguida y tirante gracias a la rotación terrestre, para usarla como escalera para poner cargas en órbita, con gran ahorro de energía en comparación con los cohetes. El material necesario para erguir una antena o torre semejante, de grosor y densidad uniforme, debería resistir decenas de miles de kilogramos por centímetro cuadrado. Pues bien, los nanotubos de carbono satisfacen, hoy, esa exigencia. Cap 19:Maquetación 1 06/10/2010 03:49 a.m. Página 237 nanotubos de boro, y hojas de espesor atómico de ese elemento. La posibilidad la habían predicho un año antes, con la ayuda de modelos de computadora. Esos materiales tendrían aplicación electrónica en la fabricación de transistores y com- puertas lógicas de muy pequeño tamaño. Siempre con el procedimiento de condensar vapores sobre superficies más frías (el mismo que se usa a veces en la fabricación de transistores, microprocesadores y circuitos integrados), se obtuvieron láminas de carbono, de silicio, y de otros elementos, de apenas uno o dos átomos de espesor. Las técnicas de fabricación de nanotubos, nanoesferas y nanosuperficies, en las que parte del trabajo se hace solo y de modo casi espontáneo, como resultado de las fuerzas de interacción entre las partes, recuerda la manera en la que, en los seres vivos, la materia inorgánica se organiza en moléculas orgánicas, como los aminoácidos y las proteínas, para formar la pared de una célula, u otras estructuras de complejidad mayor.11 En 2007, el científico coreano Ji-Hoon Lee, y otros miembros del Departa- mento de Materiales del Instituto de Ciencias Gwangju, en la república de Corea, reportaron que las bacterias Shewanella sintetizan nanotubos de sulfuro de arsé- nico, de 20 a 100 nanómetros de diámetro, que poseen propiedades fotoconduc- tivas; esto es, conducen la electricidad cuando la luz incide sobre ellos. Se abrió, con esa observación, la posibilidad de fabricar nanotubos por medios biológicos, en una técnica que combina la nanotecnología con la biotecnología. E l e c t r i c i d a d y e l e c t r ó n i c a238 Proyecto de memoria para computadoras, basado en un meca- nismo de nanotubos con movimiento teles- cópico, que funciona como un relé conmu- tador de tres posicio- nes, con un tiempo de respuesta de 10–11 s. El aparato, que en es- tado de reposo no consume energía, lo desarrolló Tao Jiang, en la Universidad de California. l Micromotor de la serie 0816, de ocho milímetros de diáme- tro, fabricado por Mi- croMo Electronics. Alcanza una veloci- dad de 17.000 rpm, tiene un par de arran- que de 0,41 mN.m, y desarrolla una poten- cia mecánica de 0,18 W. Funciona, como muchos otros motores eléctricos, con la fuerza que se ejercen imanes y bobinas. Los que la industria llama micromotores están muy lejos de tener un tamaño de un micrón. l l Esfera de oro y polímero, de un nanómetro de diá- metro (su color amarillo es puramente simbólico, porque la imagen se obtuvo por barrido electrónico, sin luz visible). La técnica constructiva, inspirada en la formación de la membrana de una célula viva, la desarrolló el grupo de investigación que dirige Chad Mirkin en la Northwestern University, e incluye la unión de pequeños cuerpos de oro, con polímeros. Los conjuntos tienden a unirse de manera ordenada, en láminas curvas y esferas. 11El ingeniero Eric Drexler, cuando estudiaba la posibilidad de sembrar nanobots (robots nanométricos) para degradar contaminantes químicos del suelo y el agua, sugirió, en 1986, una aventurada y fantástica hipótesis que llamó la melaza gris (grey goo) Según esa idea, en algún laboratorio se podrían fabricar nanobots capaces de replicarse a sí mismos, que luego escaparían por accidente, y se reproducirían de manera descontrolada, a partir de la materia del medio ambiente. Muchos juzgan descabellada esa especulación, a pesar de que la aparición de la vida en nuestro planeta la muestra como teóricamente factible, y de que ése es justamente el comportamiento de algunos virus, los cuales se pueden manipular genéticamente con técnicas que, en lo sustancial, se asemejan a los procedimientos de construcción propios de la nanotecnología. En medios científicos serios, que incluyen al propio Drexler, hoy se descarta esa catastrófica posibilidad. La melaza gris no podría competir con la vida, que está aprendiendo a sobrevivir desde hace tres mil millones de años. Cap 19:Maquetación 1 06/10/2010 03:49 a.m. Página 238 Nanomotores Las máquinas rotativas de tamaño nanométrico son muy diferentes de los mo- tores eléctricos, o de explosión, que conocemos en el tamaño habitual, o pequeño, pero visible. Y también difieren sustancialmente de los micromotores, nombre que reciben los motores cuyo tamaño es del orden de un centímetro, o pocos milíme- tros. Los nanomotores, de tamaño del orden del nanómetro, son verdaderas mo- léculas móviles, de estructura especialmente diseñada y construida, y están formados por pocos miles de átomos. Algunos ya existen realmente; y muchos otros son sólo ideas, en la fase inicial de proyecto y experimentación. En este tipo de construcciones, las distancias son tan pequeñas, que los elec- trones pueden saltar de un sitio a otro, aunque los objetos no se toquen.12 Se cree que el pasaje de una corriente eléctrica entre los electrodos, inducirá un giro, por la estructura en espiral que se le daría al nanotubo central. Otros diseños permiten un desplazamiento lineal, en vez de rotativo. Si se ajusta un nanotubo corto de carbono alrededor de otro más largo, el de afuera se desplaza hacia el extremo de menor tempera- tura, donde las vibraciones de los átomos son de menor am- plitud, y transmiten, por eso, un impulso menor. Ese motor lineal es útil como herramienta de exploración en microscopios de fuerza atómica y de efecto túnel,13 gracias a que con un control adecuado de las temperaturas, se pueden controlar desplazamientos de menor orden que el tamaño de un átomo. S i s t ema s m i c r o e l e c t r omecán i c o s 239 lMotor de desplazamiento lineal, ideado en el Instituto de Na- notecnología y Diseño Molecular, Cataluña, España. l Diseño de nanomotor propuesto por Colin Lambert. Un na- notubo de carbono de un nm de diámetro y diez de longitud, gira dentro de otros tubos de mayor diámetro, que le sirven de cojinetes, sujetos a electrodos de oro. 12Lo que llamamos tocar está lejos de nuestra idea intuitiva de compartir un punto geométrico. Lejos de eso, el más fuerte puñetazo dado sobre una mesa, mantiene una considerable distancia entre la madera y la mano, equivalente a varios radios atómicos. La fuerza que se ejercen ambos cuerpos en ese caso, es la de repulsión eléctrica entre los electrones de los átomos que se acercan (quizás en eso se base la excusa ¡Ni lo toqué! esgrimida en algunos acci- dentes de tránsito). En