En el artículo anterior, Nanotecnología, expresamos que ésta consiste en mover los átomos y colocarlos como si fueran los bloques de hormigón con los que construimos una edificación, un átomo encima o junto con otro de tal manera que formen las moléculas de las nuevas sustancias.

La teoría cuántica no sólo evita que los átomos se estrellen unos contra otros, sino que los amarra en moléculas. Richard Feynman, a quien tuve el honor de conocer, soñaba con el día cuando se pudiera fabricar una molécula, átomo por átomo; ese día ha llegado. La primera oportunidad tuvo lugar en San José de California, en el Centro de Investigaciones Almaden de IBM, cuando los científicos Gerd Binning y Heinrich Rohrer inventaron el microscópio perforador (tunelador) escaneador (Scanning tunneling microscope) que permite a los científicos ver y manipular, mover, los átomos de manera individual. Este instrumento les ganó el Premio Nobel en 1986.

El “tunelador” no es un microscopio sino que parece un fonógrafo antiguo, con su plato para el “disco”, sustancia, y una finísima aguja de un solo átomo de grosor que pasa lentamente sobre el material analizado colocado sobre el plato. Una pequeña corriente eléctrica atraviesa desde la aguja por el material hasta la base del instrumento (“fonógrafo”).

Cuando la aguja va pasando sobre el objeto o sustancia y encuentra un átomo, la corriente que “fluye” de ella cambia ligeramente. Después de múltiples pases, la máquina graba la sorprendente silueta del átomo en cuestión. Usando la misma aguja, el microscopio es capaz, además, de mover los átomos de un lugar a otro.  Otra invención reciente es el microscopio de fuerza atómica (Atomic force microscope) que nos da increíbles imágenes de secuencia de átomos en tres dimensiones.

El microscopio de fuerza atómica también usa una aguja uniatómica pero alumbra un rayo láser en vez de la corriente eléctrica del precedente. La aguja pasa sobre el material estudiado, baila, tiembla, y ese movimiento es gravado por la imagen del rayo láser. Relata Michio Kaku, en Física del Futuro, que mover átomos individuales le resultó muy sencillo: Vio en la pantalla del computador frente a sí, una serie de esferas perecidas a bolas de ping-pong del tamaño de una pulgada. Cada bola era un átomo; poniendo el cursor sobre cualquiera de esas bolas podía llevarlas a la posición deseada. Si tenía dudas de dónde había ido a parar el átomo, sólo tenía que volver a “re-scanear”. El proceso tomaba apenas minutos para cada átomo.

Aunque la nanotecnología está sólo en su infancia, ya ha generado un pujante comercio industrial en el área de recubrimientos químicos. Rociando finas capas de sustancias químicas con el espesor de unas pocas moléculas, el material subyacente se hace mucho más resistente al óxido o puede cambiar sus propiedades ópticas. Otras aplicaciones comerciales son: telas resistentes a manchas, pantallas de TV y monitores mejorados, herramientas de corte más resistentes y capas que previenen el rayado.

En la ciudad de Basilea, el nuevo hospital para niños tiene una franja frontal circundante de pintura de alrededor de un metro de ancho, colocada a dos metros de la acera que tiene la propiedad de verse, según de donde la observemos, con diferentes colores, uno al lado del otro, todos vivos y contrastantes. Una cinta multicolor bella. Parece mágica.

La joven industria mueve, a nivel mundial, un mercado de cuarenta mil millones de dólares (industry-microelectromechanical systems, MEMS). La microelectromecánica, (MEMS), incluye de todo, desde cartuchos de tinta para computadoras, sensores de bolsas de aire contra accidentes, hasta giroscopios para carros y aeroplanos. Los MEMS son máquinas tan pequeñas que se pueden colocar en la punta de una aguja. En la Universidad de Cornell, Nueva York, científicos han creado una guitarra atómica de seis cuerdas y cada cuerda de 100 átomos de diámetro. ¿Sorprendente, no?