Humberto Terrones Maldonado
Nanotecnología: un mundo a la medida
Las cosas que tocamos en nuestro alrededor están
hechas de átomos. La forma en la que estos se acomodan
determinan las características de los objetos. Cuando logremos
convencer a los átomos de tomar ciertas posiciones,
formaremos nuevos tipos de materiales, con características
diseñadas para usos muy específicos, explica el doctor
Humberto Terrones Maldonado (México DF, 1962), investigador del
Departamento de Física Aplicada y Tecnología Avanzada
del Instituto de Física de la UNAM, campus Juriquilla,
Querétaro
Los primeros materiales que usó el hombre para hacer herramientas fueron piedras. Poco a poco se transformaron y se usaron otros como la madera, el metal o el plástico, sólo por mencionar algunos. Sin embargo, la propuesta del siglo XXI apunta a nuevos materiales cuyo origen sea la manipulación de los átomos para crear las estructuras deseadas.
Prueba de que este cambio de acomodo en la estructura puede hacer una gran diferencia, sostiene Terrones, es el socorrido ejemplo del grafito -con el que se fabrican los lápices- y el diamante, ambos están hechos de átomos del mismo elemento: carbón. La diferencia está en su arreglo atómico, lo que ocasiona que por ejemplo, el diamante no conduzca la electricidad y el grafito sí.
Ingeniero físico de la Universidad Iberoamericana, doctor en ciencias por el Birkbeck College de la Universidad de Londres, Inglaterra, Humberto Terrones es un mexicano pionero en lo que hoy se conoce como nanotecnología o ciencia de lo pequeño. Empezó su trabajo de investigación al tratar de aplicar el conocimiento matemático en estructuras atómicas que vemos en la naturaleza, bajo la supervisión de Alan Mackay.
A finales de los 80 se tuvo conocimiento sobre una nueva molécula de carbón compuesta de 60 átomos (C60) en forma de balón. A partir de ello, se supo también que a partir del grafito se podían obtener estructuras esféricas de C60 de diferentes tamaños, conocidos co-mo fullerenos.
Humberto Terrones, quien en el 2000 fue premiado por la Academia Mexicana de Ciencias y recibió la Distinción Universitaria para Jóvenes Académicos de la UNAM, aprovechó esta información para profundizar sobre la estructura del grafito y por primera vez trabajó matemáticamente en un concepto que no había aparecido antes en estructuras atómicas ni en la cristalografía tradicional: el de la curvatura.
La pregunta fue si es posible poner los átomos de tal manera que adquieran curvatura y obtener un material diferente. La respuesta fue sí, por lo menos teóricamente. Introducir y demostrar el concepto de curvatura ha sido una de las aportaciones más relevantes del especialista.
"Empezamos a trabajar sobre esto y nos dimos cuenta que podíamos reproducir las misma superficies que estudiábamos matemáticamente, -superficies mínimas triplemente periódicas- y que las podíamos modificar y crear nuevos materiales".
En 1991, se reportó que a partir de los fullerenos se podían construir otras estructuras en forma de tubos, llamados nanotubos de carbono, los cuales son miles de millones más pequeños que los objetos comunes que conocemos. "De alguna manera nuestras predicciones teóricas empezaron a repercutir en trabajos posteriores para conocer más de estas estructuras. El campo ha crecido tanto que actualmente se publican 2.5 artículos diarios sobre nonotubos de carbono", dice el científico.
Las propiedades de los nanotubos son muy prometedoras desde el punto de vista teórico y experimental, "lo que pasa es que todavía no podemos crear o purificar el material de una manera en que se pueda controlar las características de los mismos tubos y abatir el costo".
Posteriormente, el doctor Terrones, nombrado por
Time y CNN como uno de los líderes para el nuevo
milenio, empezó a trabajar con Mauricio Terrones -su
hermano- y el doctor H.W. Kroto -premio Nobel de
Química en 1996- en la experimentación y
síntesis de nanotubos.
"Empezamos experimentos no sólo con grafito sino con otros materiales en capas, porque vimos que el grafito no es el único material que puede adquirir curvatura, sino también otros como el nitruro de boro".
El grupo de trabajo de los doctores Terrones fue uno de los primeros en hacer experimentos con nitruro de boro, e incluso posteriormente incluyeron carbono, al boro y nitrógeno. Su investigación se enfocó sobre en cómo se pueden alterar las propiedades electrónicas de estos tubos, saber si pueden conducir o no la electricidad o si se puede aumentar la conducción.
El investigador apunta que este tipo de tecnología requiere de la participación de diversas disciplinas, cuyas aplicaciones revolucionarán el mundo de la tecnología, pero asimismo, recalca, también se requiere descentralizar la ciencia y los recursos destinados a ella y así "establecer una red nacional e internacional que nos permita poner a México en un plano mucho más destacado". (Mirna Servín) (Fotos: Duilio Rodríguez)