Editorial
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De las vasijas de Aguasuelos a los nanosistemas de ZYVEX

Manuel Martínez Morales*

Todo comenzó con el barro, con una simple pregunta sobre la arcilla elemental. San Miguel Aguasuelos, un apacible poblado situado a unos cuantos kilómetros de Naolinco, en el estado de Veracruz, es conocido principalmente por la labor de sus mujeres. Éstas, además de cumplir responsablemente con las tareas impuestas por la tradición al género femenino, dan forma a bellas vasijas de barro de diversos tamaños, formas y acabados.

Un día de tantos emprendimos el camino rumbo a San Miguel, y allá visitamos primeramente a la señora Leonor, quien, al igual que en otras ocasiones, nos invitó un delicioso almuerzo antes de mostrarnos las piezas que tenía a la venta. Esta sencilla y amable mujer ha ganado varios concursos nacionales de artesanía gracias a la fineza de su alfarería.

En Aguasuelos solamente las mujeres trabajan el barro. Bueno, hay una excepción: un señor que modela la arcilla, aunque la tradición le impide producir vasijas; su especialidad son las reproducciones de iglesias. Este hombre da forma a iglesias de distintos tamaños: desde aquellas que caben en la palma de la mano, hasta otras que alcanzan los sesenta o setenta centímetros de altura, con una base de aproximadamente la misma dimensión. También pueden verse en su taller algunas otras piezas, como avionetas, figuras humanas y conjuntos musicales, también moldeadas en barro. Todo, menos vasijas. Visitamos a este artesano en su casa, que comprende un solo cuarto de madera con piso de tierra, que es a la vez sala, recámara, comedor, cocina, taller, almacén y sala de exhibición. El señor nos mostró con amabilidad y paciencia su trabajo y relató la forma en que se inició en la alfarería. Adquirimos varias maquetas de iglesias y emprendimos el regreso.

En el camino, la curiosidad —que a tantos gatos ha matado— despertó en nuestro acompañante incómodo, un pequeño de siete años que jugueteaba con las artesanías recién compradas. Con exasperante ingenuidad nos lanzó varias preguntas: “¿Qué tan chiquitas pueden ser estas iglesias?, ¿pueden ser tan chiquitas como mi dedo?, ¿tan chiquitas que sean como iglesias para microbios?”. Fiel a mi costumbre de no responder a encuestas ni a niños preguntones, dejé que alguien más se hiciera cargo del chamaco.

Tal vez el apacible y bucólico paisaje de la región removió mi memoria, y recordé entonces una pregunta que me hice hace ya mucho, mucho tiempo. Si usted se sitúa en medio de dos espejos, verá una sucesión de imágenes de tamaño decreciente reproducidas en las super f icies ref lejantes de ambos. Pregunta: ¿Las imágenes se reproducen infinitamente, o hay una dimensión límite más allá de la cual ya no es posible que se forme la imagen en el espejo? Esta pregunta se asocia con otra que Richard Feynman, quien obtuvo el Premio Nobel d e Física en 1965, rató de responder seis años antes.
En 1959, Feynman dictó una conferencia que se transformó en una obra fundacional: “Hay abundante espacio en el fondo” (There’s plenty of room at the bottom). La pregunta que Feynman se hizo, muy parecida a la de nuestro acompañante incómodo, es la siguiente: ¿Es posible imprimir los treinta tomos de la Enciclopedia Británica en la cabeza de un alfiler?, pregunta asociada a otra: ¿Qué tan pequeño es lo pequeño? Y a una más: ¿Qué tan pequeñas pueden ser las iglesias de barro como las que se hacen en San Miguel Aguasuelos?

A grandes rasgos, la respuesta a estas preguntas es que lo más pequeño que puede “construirse” —iglesias de barro, letras, computadoras, robots— está limitado por las dimensiones de los átomos y moléculas que componen la materia.

En su famosa conferencia, Feynman demostró que, en pr incipio, sí es posible escribir la Enciclopedia Británica en la cabeza de un alfiler reduciendo el tamaño de las letras 25 mil veces. Cada “punto” de esas ultraminúsculas
letras cubriría un área conteniendo alrededor de mil átomos, dimensión suficiente para hacer factible la “escritura” y la “lectura” del texto de la mencionada enciclopedia por medios físicos existentes, según argumentó el autor en aquel trabajo.

Para las iglesias de barro puede estimarse que sus dimensiones serían de cien a doscientos micrómetros (un micrómetro es igual a una millonésima de metro), toda vez que el tamaño de las moléculas de los materiales arcillosos que componen el barro es menor a los cuatro micrómetros. Así que apilando de treinta a cincuenta moléculas de barro podría construirse una iglesia “muy chiquitita”.

A partir del trabajo de Feynman, comenzó a delinearse un nuevo campo de investigación tecnológica, el campo de la nanotecnología o tecnología molecular (un nanómetro es una milésima de un micrómetro). Según Eric Dexler, uno de los pioneros en este campo, la nanotecnología es el control de la estructura de la materia basado en el manejo de moléculas individuales que tiene el propósito de fabricar productos de diversa índole: nanocomputadoras y nanorobots, máquinas biológicas a escala molecular, iglesias de barro ultraminúsculas y muchas cosas más.

Hasta ahora, toda la tecnología está basada en el manejo de montones de moléculas. El artesano de Aguasuelos, por muy pequeñas que sean sus iglesias, moldea con grandes aglomerados de moléculas; también en la producción de microcircuitos (chips) para computadoras se trabaja en esa escala: cada línea en el dibujo de un microcircuito está compuesta por un montón de moléculas. Las reacciones químicas habituales o las técnicas d e
combinación-recombinación del ADN trabajan también en la escala de montones de moléculas. En ninguno de estos casos es posible la manipulación directa de las moléculas individuales. La nanotecnología se ha propuesto —y lo está logrando con éxito— la manipulación directa, molécula a molécula, para construir artefactos y máquinas con diversas finalidades.

Hay dos aspectos importantes de la nanotecnología: el ensamble posicional y la autorreplicación. El primer aspecto tiene que ver con la manipulación de moléculas individuales, para lo cual es necesario contar con máquinas ensambladoras moleculares o robots moleculares, es decir, máquinas y robots que sean moleculares en su tamaño y en su precisión. Se requieren también artefactos de dimensión molecular que sean capaces de autorreplicarse, o sea, de producir copias de sí mismos a un bajo costo energético y material. Estas características, cuando se alcance la escala industrial, abaratarán los costos de producción y harán sumamente eficientes infinidad de procesos productivos.

Actualmente, se consideran artefactos electromecánicos en dos niveles: micro y nano. Los microsistemas (llamados MEMS) son artefactos de dimensiones del orden de uno a cien micrómetros, en tanto que los nanosistemas (NEMS) tienen una dimensión de varios nanómetros. J. Schmidt y C. Montemagno, en un artículo relativamente reciente, Using machines in cells (véase http//:www.drugdiscoverytoday.com, 2002), da cuenta de la construcción de bioMEMS, es decir MEMS que interaccionan con medios biológicos y que pueden aprovechar biomoléculas —proteínas por ejemplo— para desempeñar su función. En ese artículo se describe un motor BioMEM, construido realmente con metales a los que se integran biomoléculas. Tales dispositivos en particular tienen un amplio espectro de aplicaciones médicas y genéticas, sobre todo. La virtud de estas “proteínas mecánicas” es que pueden penetrar en las células mismas y modificar, mediante manipulaciones moleculares, su metabolismo.

La nanotecnología es una de las tecnologías que pueden desatar una tremenda revolución en la industria, la agricultura, la medicina y la biotecnología. La inversión en la investigación en este campo está creciendo aceleradamente, aunque aún se encuentra en la etapa de desarrollo, todavía lejos de las aplicaciones industriales. En Estados Unidos ya funciona la primera empresa privada dedicada a la nanotecnología molecular, la Corporación ZYVEX, que tiene como objetivo el desarrollo de sistemas ensambladores para integrar macro, micro y nanoartefactos con distintas aplicaciones. Para tener una idea de la dimensión de esta empresa, basta mencionar que cuenta en su Consejo Científico con Alan MacDiamid, Premio Nobel de Química en el año 2000, el cual sólo uno de sus proyectos tiene un presupuesto anual de 25 millones de dólares.

Mi pensamiento vuelve al barro trabajado por los nobles habitantes de San Miguel Aguasuelos y a las precarias condiciones en que viven; recuerdo que la alfarería es una de las técnicas más antiguas desarrolladas por el hombre y evoco el placer que me causa ver y tocar las vasijas e iglesias producidas por los artesanos de ese lugar. El mundo de la artesanía de dimensiones humanas, en su fabricación y en su disfrute, contrasta con el mundo de la nanotecnología y sus medios electromecánicos, impulsado solamente por criterios de eficiencia racional y mercantil. ¿Hay conciliación posible entre estos dos mundos? ¿Será posible la convivencia entre las maravillosas iglesias del artesano de Aguasuelos y los nanorrobots de la Corporación ZYVEX?

•Facultad de Física e Inteligencia Artificial de la Universidad
Veracruzana, Sebastián Camacho 5, 91000 Xalapa, Ver.,
México, tel. (228)817-29-57, fax (228)817-28-55, correo electrónico: manumartinez@uv.mx