¿Cuáles son las aplicaciones de los nanomateriales?

La nanoinvestigación ha tenido mucho éxito en la creación de miles de nuevos materiales, pero el autoensamblaje de moléculas en objetos útiles o la construcción de micro y nanomáquinas sigue siendo sólo una idea. Las leyes que gobiernan el comportamiento de los átomos individuales son diferentes de las leyes que gobiernan la materia grande. Los científicos en este campo primero deben comprender las propiedades de los nanomateriales y aprovecharlas al máximo para llevar a cabo actividades específicas. Por ejemplo, el carbono elemental en forma de carbón o grafito no tiene carga eléctrica ni propiedades ópticas, pero los nanotubos de microcarbono sí las tienen. Estas propiedades únicas de los nanotubos de carbono son útiles para mejorar las propiedades de los componentes ligeros de las bicicletas. Sin embargo, no está claro qué tan exitosos serán los ingenieros a la hora de manipular con mayor precisión átomos individuales de diferentes elementos.

La inversión de NNI ha dado sus frutos: se ha aprobado el uso de entre 2.000 y 3.000 nanomateriales artificiales en nuevos productos. Pero en nuestra prisa por encontrar nuevos usos para la nanotecnología, ¿estamos pasando por alto los riesgos? Muchos analistas sospechan que algunos de estos nanomateriales pueden ser tóxicos, pero estos materiales no han sido probados rigurosamente. Por ejemplo, la Administración Federal de Medicamentos (FDA) de los Estados Unidos exige que los medicamentos tengan una licencia antes de poder venderlos. La FDA tiene algunas de las regulaciones más estrictas del mundo para probar nuevos medicamentos. El desarrollo y aprobación de un nuevo fármaco lleva de 7 a 10 años y cuesta 500 millones de dólares. La creación de regulaciones similares para cada nanomaterial podría ralentizar o incluso interrumpir la mayor parte de la investigación en nanotecnología. Sólo una pequeña fracción de los nanomateriales que se han desarrollado tiene un mercado lo suficientemente grande como para soportar costos experimentales tan enormes.

La FDA exige que la nanotecnología se someta a análisis básicos de toxicidad. ¿Deberíamos ser más cautelosos, tomar más precauciones y exigir más pruebas de los efectos de los nanomateriales en la salud? ¿O los beneficios potenciales de la nanotecnología requieren que aceleremos la investigación en esta área? Si no se espera de 20 a 30 años para ver cuál será el impacto, ¿cómo sabrá cómo abordar los riesgos potenciales? ¿Cuántos casos de cáncer, enfermedades pulmonares y enfermedades mentales se necesitarían para demostrar que las pruebas actuales de los riesgos para la salud de los nanomateriales son inadecuadas? Es difícil realizar pruebas más rigurosas de nanomateriales porque es difícil determinar si el material se procesará en alimentos o medicinas, o no se usará para algo comestible. Una vez que la gente lo coma, será dañino. Por ejemplo, a la FDA le preocupa que algunos productos que se han comercializado durante décadas como suplementos dietéticos y que no requieren las mismas pruebas costosas que los medicamentos también puedan ser dañinos.

Se puede suponer que si el revestimiento del tejido impermeable está hecho de nanomateriales tóxicos, el revestimiento puede evaporarse a medida que la ropa envejece y puede ser inhalado por el cuerpo humano. Además, algunos materiales cambian sus propiedades cuando se convierten en nanopartículas, del mismo modo que el agua puede convertirse en cristales, líquido o vapor a diferentes temperaturas. Como otro ejemplo, si ingiere un poco de plata, pasará por el sistema del cuerpo sin causar daño. En la India, el papel de plata se usa para decorar postres y se puede comer como alimento, pero en los Estados Unidos no se permite el uso de plata como alimento porque las sales de plata y los compuestos de plata con otras moléculas son tóxicos. Para agravar el problema, otras sales y nanopartículas de plata son antimicrobianas y a menudo se utilizan como recubrimientos en dispositivos médicos como apósitos para heridas e incluso en lavadoras para prevenir el crecimiento de microorganismos patógenos. A medida que más y más enfermedades patógenas se vuelvan resistentes a los antibióticos, las propiedades antimicrobianas de las nanopartículas de plata serán aún más importantes. Pero la mayoría de la gente no tiene forma de saber si las nanopartículas de plata podrían combinarse con otras moléculas para formar compuestos tóxicos, ni en qué condiciones.

Los nanomateriales utilizados en las células solares o las baterías no son comestibles, pero la atención debe centrarse en la generación y eliminación de residuos una vez finalizado su vida útil. El análisis del ciclo de vida es una de las métricas utilizadas para determinar el impacto de grandes proyectos o aplicaciones de nuevos materiales. Quienes se toman en serio el análisis de riesgos y el análisis de impacto ambiental intentarán controlar los efectos adversos del sesgo sobre la objetividad de sus hallazgos. Un buen informe debe centrarse en lo que aún se desconoce, ya sea porque no se han realizado las investigaciones necesarias o porque las consecuencias de diversas acciones son demasiado complejas para analizarlas. En el mejor de los casos, las cuestiones consideradas en el proceso de toma de decisiones pueden explicarse en términos de análisis de riesgos y análisis de costos-beneficios. En el contexto de muchas condiciones específicas, un análisis cuidadoso puede reflejar la situación real con bastante precisión. El informe estará lleno de números y gráficos que demuestren objetividad. Por supuesto, los informes de impacto ambiental y los análisis de riesgos también pueden contener muchos juicios de valor sobre qué es más importante y qué es menos importante, así como otros factores subjetivos que pueden sesgar los resultados de los estudios.

En el equilibrio entre aceleración y riesgo a largo plazo, la aceleración a menudo gana. Especialmente cuando los riesgos son inciertos y los beneficios esperados son enormes. El aumento de los riesgos para la salud pública y el medio ambiente es una de las compensaciones. En el proceso de innovación y desarrollo de la nanotecnología, todavía existen muchos costos de oportunidad para generar y almacenar energía. El cambio climático global y la urgente necesidad de energía limpia son prioridades máximas, lo que hace necesario que los gobiernos subsidien el desarrollo de productos industriales con mercados ineficientes. Los formuladores de políticas están particularmente enfocados en los beneficios potenciales, con la esperanza de que a través de la innovación y la producción en masa, el costo de la energía solar y eólica eventualmente llegue a ser competitivo con otras fuentes de energía no renovables. No hay evidencia de que este objetivo pueda lograrse en el corto plazo. El costo de la energía limpia caerá, pero probablemente no a un ritmo más lento que el costo de la energía del carbón en las próximas décadas.

Al mismo tiempo, se perderán oportunidades a medida que se utilice dinero adicional para financiar energía limpia cuando podría utilizarse para financiar otras necesidades de desarrollo social. Los formuladores de políticas están divididos sobre la idea de que el calentamiento global está frenando el desarrollo. Por lo tanto, no tenemos una manera eficiente de equilibrar de manera integral varias opciones energéticas. Los defensores de la energía limpia argumentan que comparar los costos de diversas fuentes de energía es engañoso. Los productores y proveedores de carbón, petróleo y gas natural no son responsables de los daños ambientales y de salud pública causados ​​por sus productos. Proponen un impuesto al carbono sobre el carbón y los combustibles fósiles para cubrir los costos sociales y nivelar el campo de juego. Pero hasta ahora, los políticos han mostrado poco interés en cómo lidiar con la posible resistencia a implementar un impuesto al carbono. Para muchos políticos, especialmente aquellos en distritos electorales con una fuerte industria petrolera, la resistencia a los impuestos al carbono es la principal razón para negar el cambio climático global.