Nanotecnologia

gg entrev

Enguany durant la setmana de la ciència la professora Gemma Garcia Alonso de la facultat de Ciències de la UAB, ha vingut a l'institut per fer una conferència sobre la "Nanontecnologia en el món actual" No us perdeu l'entrevista si voleu estar al dia!!!

Per O.Arnau, G.Cerdan, V.Merchan, 1r ESO, C.Vecino, 3r ESO, B.Clarella, 4t ESO.

Zafra News: Ens podries explicar què és la nanotecnologia?

Gemma Garcia: La nanotecnologia és la ciencia que estudia las propietats fisicoquímiques a l’escala nanomètrica, que és deu a la menys nou metres. Bàsicament és l’escala d’una cèl·lula, un virus té uns quants nanòmetres. La nanotecnologia estudia tot el que passa a escala nanomètrica.

ZN: Quan va sorgir?

GG: Als anys setanta hi va haver un investigador, el professor Richard Feynman -un físic del qual l’any 2018 es celebra el centenari- que va ser el primer a dir que el futur estava en la nanoteconologia però encara no hi havia les eines per veure la nano escala i manipular-la. Als anys vuitanta quan es descobreix el microscopi d’efecte túnel que és el primer que permet veure realment a escala tridimensional la posició dels àtoms, es produeix el gran boom de la nanotecnologia. Ara ja la tenim en molts productes comercials actuals.

ZN: Hi va haver algun fet que desencadenés el que va predir en Feynman?

GG: A finals dels anys trenta es comencen a descobrir els microscòpics electrònics que ja permeten veure àtoms. Els anys cinquanta van ser els de la quàntica. Als anys setanta es va començar a parlar que, si anàvem cap a la miniaturització, descobriríem coses noves. Però el gran boom es produeix amb el descobriment del microscopi d’efecte túnel l’any 1981 i el descobriment dels materials carbònics. Són materials que són com pilotes de futbol però són molècules fetes només d’àtoms de carboni, llavors es comença a saber què es pot observar, què es pot manipular i què es pot sintetitzar a la nano escala.

Funcionament del microscopi d'efecte túnel


ZN: Com va ser que t’hi vas interessar?

GG: Quan jo tenia la vostra edat no se sabia res de nanotecnologia. Vaig estudiar ciències i això em va portar a estudiar la ciència dels materials. En els anys en que estava investigant va començar el boom dels nanomaterials. Si el passar-te a la nanoescala fa que milloris les propietats dels materials amb els que treballes, t’hi tires de cap i vas cap als nanomaterials.

ZN: Quines són les línies d’investigació més importants en nanotecnologia?

GG: És un àmbit molt ampli a nivell d’àrees de coneixement hi ha temes de físicoquímica, altres de biologia, medicina. Per exemple, a nivell d’electrònica, com ja hem arribat al límit de la miniaturització, ara es parla molt de temes quàntics, de tenir només una partícula que faci de switch. Sabeu que tota l’electrònica es basa en tenir un sistema d’on-off o sigui encès o apagat, doncs hi ha recerques que van en la direcció de tenir una molècula que pugui girar i que aquest gir de la molécula pugui ser un on-off. Això donaria peu a la computació quàntica i als ordinadors quàntics.

nanocaps
Nanocàpsula

A nivell de medicina, s’està treballant en la diagnosi i el tractament de malalties. Per exemple, sabeu que en la malaltia del càncer, el tractament de quimioteràpia serveix per matar cèl·lules, el problema és que tant mata les cèl·lules bones com les dolentes, per això la quimioteràpia té tants efectes secundaris. Fins ara, per matar un tumor injectem en un cos humà molta més quimioteràpia de la que fa falta. La nanotecnologia el que faria és agafar el medicament el posaria en una nanocàpsula i la funcionalitzaria, és a dir, la marcaria amb molècules que permetessin detectar el tumor que ens interessa atacar. A l’injectar aquesta nanocàpsula, via sang, o al ingerir-la, via digestiva, el medicament anirà just a la zona on hi ha el tumor, allà es trencaria la càpsula i s’alliberaria el fármac, amb la qual cosa es podria reduir molt la quantitat de medicament perquè sabem que només anirà a la zona que ens interessa.

ZN: La nanotecnologia ja s’està aplicant en biomedicina, o s’està investigant?

GG: Les dues coses, hi ha alguns tractaments que ja s’apliquen i altres que estan investigant. A nivell mèdic tot és molt llarg, per posar un nou sistema al mercat cal fer primer una investigació al laboratori, després una a nivell animal, llavors una a nivell clínic amb pacients. Fins que arribes a posar un medicament al mercat passa temps, però ja hi ha productes comercials.

ZN: Quins són els avenços recents més destacats en el camp de la nanotecnologia?

GG: Per fer-ho simple serien tres avenços. Un són totes les eines que permeten veure, observar i manipular a nanoescala, és a dir, ara som capaços de veure els àtoms i d’agafar un àtom i desplaçar-lo.

Nanotransistor fet de nanocintes de grafè
nanotr grafe

L’altre avenç seria la miniaturització. Un dels objectius de la nanotecnologia és agafar sistemes que sabem que funcionen, com pot ser un transistor i passar del transistor que feia vint centímetres quan el van descobrir als anys cinquanta, a vint nanòmetres que fan ara i que permet que tinguem milions de transistors en un xip d’un centímetre quadrat.
I l’altre avenç és el tema de les propietats millorades. Quan utiltzem la nanoescala el que veiem és que hi ha propietats dels materirals que són diferents. Per exemple, l’or, de quin color diríeu que és?
ZN: Daurat.
GG: Exactament i això la física que estudiareu a classe us dirà que és en funció de les ones que absorbeix el material i aquelles que emet. Si agafem el mateix or i l’anem fent cada vegada més petit, veurem que arriba un moment a la nanoescala que ja no és daurat, sinó vermell i això és degut a que les propietats físiques canvien quan estem en sistemes molt, molt petits que fan que l’emissió sigui diferent, que els electrons i les ones es comportin de manera diferent. Aquest fet dóna peu a moltes aplicacions i avenços tecnològics.

ZN: Subratllaries algun perill relacionat amb les possibilitats que s’obren amb la nanotecnologia?

GG: Per evitar problemes de mala interpretació o d’incomprensió, la nanotecnologia el que ha intentat des del principi és comunicar-se molt amb el públic. L’ús de nano partícules és el tema més delicat a nivell de seguretat. Penseu que una nano partícula no és més que una pols que és encara més petita i totes les partícules que poden entrar al cos humà, ja sigui pels pulmons o per la pell o per per via sanguínia, poden tenir un cert perill i s’ha de vigilar molt el que es fa. S’ha de ser conscient d’aquests perills i formar a la gent que treballa en aquest camp i a la que manipula. No és qüestió d’amagar res, sinó de fer-ho públic i de fer saber que es prenen les precaucions necessàries.

ZN: Podries informar-nos d’aplicacions útils concretes derivades de la nanotecnologia?

GG: N’hi ha moltes i moltes les portem a sobre. Això que tinc a la mà que és un telèfon, on és la nanotecnología en un mòbil? Doncs als xips, hi ha milions de processadors, cada transistor té una escala de vint nanòmetres. La superfície tàctil és gràcies a la nanotecnologia, la bateria fa servir nanotecnologia. En temes electrònics, totes les pantalles de TV, de LEDS són nanoteconlogia. Cremes solars, dentrífics fan servir nanoteconologia. Els revestiments antireflectants, antibaf de les ulleres... tot això és nanotecnologia.

ZN: Voldries afegir alguna cosa que no t’haguem preguntat?

GG: Us voldria dir que no us oblideu de la nanotecnologia estudieu l’àrea que estudieu, des d’aspectes científico-tècnics fins als més humanístics o ètics, podeu entrar a treballar en el camp de la naotecnologia.

ZN: Per cert, creus que la nanotecnologia hauria de ser més present en l’ensenyament ja des dels instituts?

GG: La resposta seria que sí, però entenc que els currículums són els que són. A la UAB tenim un programa que es diu NanoEduca que fem conjuntament amb la UB, l’Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia, i el CESIRE, que és del Departament d’Ensenyament. Es tracta d’una plataforma a Internet a través de la qual es fan cursos de formació per al professorat de secundària per a que puguin introduir la nanotecnologia en el vostre currículum. La idea no és fer classes de nanotecnolgia, sinó que en les classes de física, de química, de biologia, o de matemàtiques, es puguin introduir exemples més actuals que parlin de nanotecnologia. La nanotecnologia no és una ciència per se, sinó un conjunt de moltes ciències, per tant només que s’introdueixi en el vostre currículum a les àrees més clàssiques ja estem formant a la gent en nanotecnologia.

ZN: Creus que encara hi ha molts avenços per fer en nanotecnologia?

GG: Sí, tot just acabem de començar.

Desembre 2017

 Institut Juan Manuel Zafra

Rogent 51 - 08026 Barcelona - Tel.: 934 350126 - 934 351 512 - Fax: 934 502 029 - email: iesm-jmzafra@xtec.cat
logo_consorci LOGO.ESCOLES.S.HORITZONTAL.1.COLOR