MICROMÁQUINAS Y NANOTECNOLOGÍA
JULIO RODRIGUEZ PAYAN
Lunes 08 de Abril de 1996

En las Entrañas del Ciberespacio

Existen investigaciones en campos de la ciencia tan exóticos que apenas los escritores de ciencia ficción están empleándolos en sus evocaciones. Las micromáquinas, de tamaño menor a un grano de arroz, son herederas de la misma tendencia de miniaturización que ha convertido a las cámaras de video de voluminosos y pesados armatostes a máquinas del tamaño de la palma de la mano.

Una micromáquina es la integración de muchos componentes en un volumen reducido, juntando diversos logros tecnológicos. Por ejemplo, se fabrican del mismo modo que los circuitos integrados, empleando una oblea de silicio, material semiconductor fundamental para el desarrollo de la electrónica de estado sólido actual. Sin embargo, en vez de fabricar transistores, se hacen sensores, motores de pasos, engranes, resonadores y actuadores (cilindros móviles), todos ellos de una sola pieza, usando para grabarlos en litografía por rayos X (la luz visible no es suficientemente precisa a esta escala). Otros detalles de operación cambian, por ejemplo, en lo que respecta a los micromotores: en vez de usar campos magnéticos, se mueven por campos eléctricos estáticos, y la fricción entre las piezas móviles se vuelve una pesadilla.

Una micromáquina tiene características de diseño y filosofía distintas a otros aparatos. Los humanos han estado fabricando instrumentos desde el principio de la historia, casi todos ellos como respuesta a las amenazas y retos presentes en la naturaleza: diques para prevenir inundaciones, edificios que soporten sismos, satélites y vehículos espaciales que desafían el medio ambiente hostil del espacio, todos ellos fueron diseñados para oponerse y conquistar a la naturaleza. Por el contrario, una micromáquina es pequeña y débil, poco confiable, no puede soportar las fuerzas de la naturaleza. Y es por esas mismas razones que son amables con los humanos y con la naturaleza. Son económicas de producir en volumen: en una sola oblea pueden caber 10,000 micromotores, o 30,000 microsensores.

¿Qué fin útil tiene una mota de polvo móvil hecha por el hombre? Dentro del campo de los diagnósticos médicos y el tratamiento, ofrecen un enorme potencial, porque pueden ser introducidas al organismo con poco o ningún dolor. Existen ya sensores capaces de detectar cambios de flujo en un medio líquido (la sangre, por ejemplo), que pueden ser usados para crear un catéter médico que mide la presión sanguínea. Los sensores, hechos de una sola pieza, resultan más precisos que modelos comparables; además, su tamaño baja el riesgo de introducirlo en un paciente.

Una sola micromáquina es débil, pero gran número de ellas podrían hacer tareas que equipararan a las máquinas más grandes. Isaac Asimov previó tal situación en una de sus novelas, insectos robot se encargarían del control de plagas y cuidado de las plantas sin perjudicar a la ecología (al ser depredadores artificiales, no tienen el desagradable hábito de reproducirse sin control). Se ven otros fines, como la investigación de los recursos submarinos, el monitoreo de la maquinaria desde dentro, y la exploración espacial. La tarea que está por resolverse consiste en integrar las piezas ya disponibles en organismos funcionales. Pero además, debemos dotarlos de cierta inteligencia minúscula para hacerlas capaces de realizar un número reducido de actividades, pero sin cometer errores. Y aquí entramos en el terreno de la vida artificial, que será tratado en una columna posterior.

Las cosas no se quedan aquí, desde hace mas de 10 años se realizan investigaciones para crear componentes del tamaño de moléculas: La nanotecnología. No sólo tienen un tiempo de respuesta rápido, sino que prácticamente no consumen más energía que el movimiento aleatorio de sus componentes. No existen motores todavía, pero sí compuertas lógicas, baleros de rodamiento y engranes. El reto más importante es lograr que los efectos de la mecánica cuántica trabajen para nosotros en vez de ir en nuestra contra.

Para conocer brevemente algunas investigaciones realizadas, puede visitar los siguientes URL: Universidad de Tokio (http:\\brains.race.u-tokyo.ac.jp\), Universidad de Wisconsin (http:\\mems.engr.wisc.edu\), Universidad Simon Fraser (http:\\fas.sfu.ca\ensc\research\groups\micromachining\immr.html).

Sus comentarios y sugerencias son siempre bienvenidos en el e-mail julio@labvis.unam.mx, o alternativamente en julio@servidor.unam.mx


 
vuelve al índice
 
El Baúl
http://www.geocities.com/SoHo/Square/8859/
© 7/agosto/1998 Maikel Night
yandros2@geocities.com