Nanotecnología. Mónica Lucía Álvarez-Láinez
telares.
El carbón y el hierro fueron los materiales esenciales para la consolidación de la segunda ola. En la segunda mitad del siglo xiii, el escocés James Watt le hizo innovaciones a la máquina de Newcomen, o máquina de vapor atmosférica, y como resultado creó la máquina de vapor de agua, componente esencial para la Revolución Industrial. Por su parte, el ingeniero británico George Stephenson construyó en 1821 una locomotora de vapor para el tren de Stockton y Darlington, que mejoraba notablemente el diseño de la primera locomotora de vapor construida algunos años antes por Richard Trevithick. Estos grandes avances tecnológicos impulsaron la segunda ola y la llevaron a su máxima expansión, y el carbón y el hierro fueron los materiales sobre los que se cimentó este crecimiento.
A finales del siglo xix y comienzos del siglo xx, una revolución industrial se produjo a raíz de una serie de innovaciones tecnológicas que permitieron el desarrollo de las industrias químicas y de la energía eléctrica; el ingrediente fundamental para esta tercera ola de Kondratieff fue el acero.
La cuarta ola se identifica con el uso del petróleo como fuente de energía y como insumo para el desarrollo de nuevos materiales sintéticos. En ella se introdujo el motor de combustión interna, se desarrolló el aeroplano y se inició la producción comercial del automóvil. Dentro del conjunto de tecnologías e innovaciones de esta ola tiene lugar además la invención del teléfono.
La quinta ola de Kondratieff se caracteriza por la revolución de la microelectrónica, las telecomunicaciones y las tecnologías de la información. El silicio es el material protagonista en esta quinta revolución industrial. En 1971, la compañía Intel lanzó el primer microprocesador, que dio paso al desarrollo del computador personal. Los circuitos integrados se incorporaron a una vasta variedad de dispositivos y tecnologías que originaron la red global de comunicaciones, el internet. Esta es quizá una de las olas que más ha impactado a la sociedad.
Actualmente se debate si la sexta ola está sustentada en la nanotecnología. Se empieza a aceptar que son los nanomateriales la base que está consolidando las condiciones para que tenga lugar el sexto ciclo de Kondratieff (ver figura 1.4). Esto nos lleva a preguntarnos si la nanotecnología corresponde a un hecho revolucionario o, simplemente, a uno evolucionario. Es una reflexión que cobra gran importancia en la tarea de establecer su verdadero significado y su papel en el desarrollo del conocimiento humano. Si la nanotecnología es la responsable de la sexta ola, dentro del contexto de validez de la teoría del ciclo económico largo, su papel será esencial para el desarrollo económico de la sociedad del siglo xxi. La innovación y el desarrollo tecnológico que producirían la expansión y el crecimiento en este ciclo serían extraordinariamente fértiles y de imponentes consecuencias en todos los ámbitos del saber y el quehacer humano.
Figura 1.4 Olas o ciclos de Kondratieff. Se debate si la nanotecnología es la responsable de la sexta ola
Diferentes países y sectores productivos en el contexto global muestran creciente interés frente a las posibilidades que ofrecen las nanotecnologías dentro de las reglas que imponen el posible crecimiento y expansión, en caso de presentarse un sexto ciclo de Kondratieff (ver figura 1.4). Para citar un ejemplo, el grafeno, un nanomaterial que se está posicionando como factor clave de desarrollo e innovación para los próximos años, fue ganador en el 2013 de la convocatoria de Tecnologías Futuras y Emergentes de la Unión Europea, con una financiación de 1.000 millones de euros, una suma sin precedentes destinada a la investigación de un solo material.
Resulta pertinente traer a colación el reporte titulado “Surfeando la sexta ola”, del (ffrc)[16], que contiene los primeros resultados teóricos basados en la revisión de estudios previos acerca de las olas de Kondratieff. En dicho reporte se presenta un análisis de las tecnologías estratégicas y los aspectos sociales que actúan como catalizadores para el cambio paradigmático en economías y sociedades, y se asumen como principales retos para el próximo ciclo los problemas ambientales y la necesidad de un modelo sustentable para el futuro.
1.4 Nanociencia y nanotecnología: ¿evolución o revolución?
Un aspecto ya mencionado con respecto a la nanociencia y la nanotecnología que requiere reflexión y análisis es si su naturaleza es de carácter evolucionario o revolucionario.
Según los lineamientos trazados por el historiador y filósofo estadounidense T. S. Kuhn, “ciencia normal significa investigación basada firmemente en una o más realizaciones científicas pasadas, realizaciones que alguna comunidad científica particular reconoce, durante cierto tiempo, como fundamento para una práctica posterior”[17]. Un término que se relaciona estrechamente con la ciencia normal es el de paradigma,3 el cual corresponde a aquellos compromisos compartidos por una comunidad de científicos, quienes tienen una concepción común de lo que es una ciencia y esta se halla acompañada de un conjunto de teorías que les proporcionan la metodología y la forma de dar explicación de aquellos resultados que deriven de la investigación en el respectivo campo del conocimiento. Cuando surgen ciertos problemas que no pueden ser explicados a través del paradigma en uso, se produce un desarrollo no acumulativo de episodios en donde el antiguo paradigma es reemplazado por uno nuevo. Este cambio de paradigma es el que identifica a una revolución científica, la cual corresponde a un cambio radical en la concepción que se tiene del mundo. La madurez que adquiere algún campo del conocimiento científico está dada por la aceptación de un paradigma que debe darse en consenso por la comunidad científica, y aparece reflejado en los textos de estudio y las publicaciones reconocidas dentro de la ciencia normal. Es, pues, en el cambio de paradigma donde se producen crisis que dan lugar a nuevas teorías. La teoría cuántica, por ejemplo, responsable de la construcción de una nueva concepción del universo físico en lo fundamental, y las teorías de Einstein, producto de una ruptura con los paradigmas de la ciencia newtoniana, fueron dos de las grandes revoluciones que afectaron a la ciencia física en el siglo xx.
Dentro del contexto de T. S. Kuhn citado anteriormente, cabe preguntar si la nanociencia corresponde a una revolución científica. En el actual estado del arte, la nanociencia aún no ha producido episodios no acumulativos que reemplacen los paradigmas existentes. En otras palabras, aún no ha generado una revolución científica; sin embargo, algunos problemas que están surgiendo al nivel de la nanoescala, y que no tienen una explicación dentro de los paradigmas existentes, pueden ocasionar una crisis que dé como resultado una revolución científica.
La suposición de que la nanociencia corresponde a una revolución del conocimiento puede causar algunas confusiones. Resulta frecuente observar en los contenidos curriculares propuestas de cambios para introducir la enseñanza de la nanociencia como si esta estuviese alimentada por nuevas teorías.
Lo que ha ocurrido con la nanociencia es que ha tenido un tránsito evolucionario hacia escalas nanométricas, donde aparecen comportamientos novedosos y en ocasiones contraintuitivos, lo que recuerda la interpretación de los fenómenos cuánticos. Se comercializa la nanociencia como si esta no formara parte de la ciencia normal. Recordemos que los nanomateriales se están investigando a partir de las teorías de la electroquímica, la física y la química de coloides, entre otras. Cuando hacemos nanociencia, estamos haciendo física, química o biología en escalas correspondientes a los nanómetros; es decir, no nos estamos enfrentando a una nueva disciplina o área del conocimiento con sus propias teorías. Aún nos hace falta hacer una transición evolutiva hacia la mecánica cuántica, como marco de validez para una gran parte de los fenómenos que ocurren en estas escalas.
La nanotecnología podría, sí, suponer cambios de paradigma con respecto a las técnicas de manufactura e implementación de las nuevas tecnologías. Allí el término revolución podría tener cabida, aunque resulta problemática su apreciación dentro del contexto en el que han cobrado significación la ciencia normal y las revoluciones científicas. En un texto de C. Pérez se define la revolución tecnológica “como un poderoso y visible conjunto de tecnologías, productos e industrias nuevas y dinámicas, capaces de sacudir los cimientos de la economía y de impulsar una oleada de desarrollo de largo plazo”[18]. En esta definición se expresa la teoría de las olas de Kondratieff, y, por supuesto, la