Un viatge fantàstic: mig segle de nanotecnologia, de la ciència-ficció a la realitat

En un món on la ciència-ficció sovint es converteix en realitat, la pel·lícula Viatge fantàstic, del 1966, ens va acostar a un viatge increïble dins el cos humà. Nou anys després de l’estrena de la pel·lícula, l’investigador Norio Taniguchi va posar nom a aquest món: la nanotecnologia. Aquest any celebrem el 50è aniversari de la publicació on va aparèixer per primera vegada el terme nanotechnology. A més, és el 65è aniversari del seminari de la xerrada més icònica de la història de la nanotecnologia, “There is plenty of room at the bottom”, on l’investigador nord-americà Richard Feynman es va preguntar per primera vegada què passaria si poguéssim manipular la matèria a escala atòmica, la pura essència del que implica actualment la nanotecnologia. Curiosament, Feynman mai va treballar en el camp de la nanotecnologia.

La nanotecnologia és la ciència i la tecnologia que operen en la nanoescala, una mida que es mou entre 1 i 100 nanòmetres. Per posar-ho en context, un nanòmetre és la mil milionèsima part d’un metre, un milió de vegades més petit que una formiga. En aquestes mides minúscules, la matèria canvia de propietat o en genera de noves, cosa que es pot aprofitar per a tota una sèrie de noves aplicacions.

La història d’exploració del món minúscul va començar els anys 1980, amb fites com el descobriment dels microscopis de sonda propera, que per primera vegada no només ens permetien veure àtoms, sinó que també els podíem manipular. Per aquest descobriment, Gerd Binnig i Heinrich Rorher van rebre el 1996 el premi Nobel de física. 

En aquesta mateixa dècada es va iniciar el camí de les màquines moleculars. Aquestes màquines, de la mida de poques molècules, poden produir moviments gairebé mecànics quan s’exposen a estímuls específics. El seu potencial és tan gran que el 2016 els seus descobridors, Sauvage, Stoddart i Feringa, van ser reconeguts amb el premi Nobel de química. 

El grafè i altres revolucions

A mitjans dels 80, Smalley, Kroto i Curl van descobrir els ful·lerens, que juntament amb els nanotubs de carboni, descoberts el 1991 per Norio Iljima, i sobretot el grafè, descobert el 2004 per Geim i Novoselov, van suposar tres noves formes del carboni que van marcar definitivament l’expansió futura de la nanotecnologia. El grafè, en particular, és considerat "el material de Déu" per les seves propietats sorprenents.

A finals dels anys 1990, el mateix Smalley, convertit ja en una figura mediàtica dins el camp de la nanotecnologia, va convèncer els congressistes nord-americans sobre la importància futura de la nanotecnologia, sobretot en el terreny de la medicina. El 1999 es va iniciar el primer gran pla nacional d’inversió pública en nanotecnologia als EUA, la National Nanotechnology Initiative, amb una inversió d'entrada de 400 milions de dòlars. Des de llavors es calcula que s’hi han invertit, només als Estats Units, més de 40.000 milions de dòlars, amb un impacte aproximat de 2 bilions de dòlars en les últimes dues dècades.

Impacte a la indústria

La nanotecnologia és una realitat present, com ho demostren els més d'11.000 productes disponibles al mercat en sectors tan diversos com la cosmètica (cremes tòpiques, solars, pintallavis, etc.), l’automoció (llums, pintures, filtres, etc.), l’energia (cel·les solars, molins de vent, etc.), l’esport (pilotes de golf, raquetes, samarretes, etc.), l’alimentació (potenciació de gustos, embalatge intel·ligent, etc.), l’electrònica i les TIC (sensors, dispositius, etc.). A Catalunya, la nanotecnologia també té un paper destacat. Segons un informe d’Acció del 2021, hi ha 107 empreses dedicades a aquest camp, amb una facturació de 430 milions d’euros. Per saber l’estat actual i les perspectives de futur, el 9 d’octubre, coincidint amb el Dia Internacional de la Nanociència i la Nanotecnologia, se celebrarà la jornada Nanoday 2024, centrada en la promoció de pràctiques innovadores i sostenibles en nanotecnologia, en què una quinzena d’investigadors del nostre entorn ens mostraran les últimes novetats de la nanotecnologia.

I cap a on es dirigeix la nanotecnologia? Sens dubte, el futur estarà marcat per l'impacte en el camp de la medicina. Actualment, ja s’utilitzen solucions nanotecnològiques per millorar la detecció i el tractament de malalties, així com en el camp de la medicina regenerativa. Per exemple, hi ha tractaments de càncer basats en nanopartícules i, recentment, en tenim un exemple paradigmàtic: la vacuna contra la covid-19, la qual estava protegida per nanoestructures. Gràcies a la nanotecnologia, la medicina del futur serà més personalitzada, menys invasiva i permetrà una predicció de malalties més ràpida i precisa. A més, si l’avenç de la nanorobòtica continua com fins ara, potser durant l’últim terç del segle XXI es farà realitat la pel·lícula Viatge fantàstic, amb petites màquines que es mouran pel nostre cos per detectar i curar malalties.

Així que, mentre celebrem aquest 50è aniversari, recordem que la nanotecnologia ens ha proporcionat moltes solucions que faciliten la nostra vida i augura un futur ple de possibilitats. La ciència-ficció imaginada al segle XX es podrà fer realitat en aquest viatge fantàstic cap al món nano, on cada descobriment, com els que van iniciar la nanotecnologia el segle passat, és una nova realitat en què la ciència i la imaginació es fusionen per pintar el nostre futur.