El boom de las chiquititas

Imagine una flor moldeada en chocolate a la que se le quitan los pétalos de a uno para saborear. Una delicia, ¿verdad? Ahora imagine una copa de frutillas que se compraron hace una semana y sin embargo mantienen el color y la frescura del primer día. Y que cuando decide llevarse una a la boca, lo sorprende la explosión de sabor. Parece imposible, pero en poco tiempo más esa situación será una realidad, gracias a la nanotecnología, o más específicamente a los bio nano compuestos, una rama de la nanotecnología que protagoniza una revolución en ciernes, pero no en el ámbito científico como podría suponerse sino en la vida cotidiana. Por citar apenas dos ejemplos: una película para envolver alimentos, resguardar sus propiedades por más tiempo y que puede ingerirse y un aparato para detectar enfermedades infecciosas in situ con apenas una gota de sangre.

Los dos productos se presentaron durante Nanomercosur 2013, que se realizó entre el 12 y el 14 de noviembre, organizado por la Federación Argentina de Nanotecnología, que depende del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva. Allí se dieron cita investigadores, tecnólogos y empresarios del sector, de América latina y Europa, para exponer novedades y debatir trabajos en desarrollo.

La nanotecnología ya se utiliza en la producción de elementos de computación, en medicina y medio ambiente, pero tiene un carácter transversal: llega a todas las industrias y a todas las actividades del quehacer humano. Claro que si la tecnología en general es de difícil comprensión para la mayoría de quienes no se formaron en la materia, la nanotecnología presenta más dificultades aún. La primera cuestión es el patrón de medida: el nanómetro (nm), que equivale a una mil millonésima parte de un metro. ¿Alguien que no se haya criado con un microscopio puede imaginar ese tamaño? La nanotecnología se dedica a controlar la materia a una escala más que microscópica, para obtener propiedades específicas que provienen de ese tamaño.

Mirta Aranguren, investigadora del Conicet en el Instituto de Investigación en Ciencia y Tecnología de Materiales (Intema) de Mar del Plata, dirige el departamento dedicado a Ecomateriales destinados a la agroindustria y es una de las responsables de la película para envolver alimentos. Explica que “la mayoría de los materiales con los que trabajamos provienen de animales o vegetales, de algunos desechos vegetales o de productos secundarios. Y para darles propiedades más atrayentes, les agregamos compuestos o partículas que pueden ser orgánicos, como los nanocristales de celulosa o almidón, o sintéticos pero naturales, como las nanoarcillas”.

Por ejemplo, a un polímero de almidón de tapioca le incorporaron cristales de almidón de maíz y obtuvieron un compuesto biodegradable, no tóxico y comestible. “Puede usarse como película o gel, la idea inicial era que sirviera para envolver alimentos, pero también puede servir para otras cuestiones”, señala Aranguren. Como gel, para cubrir con una pátina frutos abiertos, como manzana o pera y evitar su oxidación, o como película para envolver todo tipo de alimentos. Además, aunque no sea la intención, luego se puede ingerir junto con la frutilla, por ejemplo.

Un polímero está formado por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas (monómeros) que generan cadenas de formas diversas. Muchos son sintéticos, pero algunos son naturales, como el algodón, formado por fibras de celulosa, material presente en muchas especies vegetales. La característica fundamental de los polímeros es la resistencia mecánica, y el algodón vuelve a servir de ejemplo, ya que siempre es difícil separarlo.

La obtención de la película que presentó Aranguren obedece a un trabajo conjunto de su área y el Laboratorio de Materiales Compuestos del Departamento de Física de la UBA, que dirige Silvia Goyanes. “Lo pensamos sobre todo para que lo use el consumidor final. Lo probamos en salames, quesos, zanahorias y bananas y en todos los casos funcionó muy bien”, cuenta la científica.

El desarrollo está patentado, pero todavía no se encontró el socio adecuado para su producción. “Las aplicaciones que tiene esta rama son muchísimas –agrega Aranguren–. Por ejemplo, las nanocelulosas, que son cristales largos tipo fibra, se usan desde hace mucho como excipiente en las comprimidos medicinales, pero pueden ser soporte para crecimiento de tejidos porque son biocompatibles, en electrónica se usan para oled (diodo orgánico de emisión de luz), son flexibles como un papel, transparentes, en alimentos sirven como espesante. Sony investiga para usarlo en auriculares, la parte que va en contacto con el oído porque tiene muy buena transmisión de sonido. Nosotros lo usamos para reforzar gomas de poliuretano que responden a los cambios en el medio ambiente cambiando la forma”. Por esa propiedad, estos compuestos se utilizan en suturas y stents. Los cristales de celulosa se agregan para aumentar la rigidez sin perder extensibilidad ni transparencia.

Del detalle de aplicaciones llama la atención lo del soporte para crecimiento de tejidos, ya que según la investigadora se obtuvieron tanto óseos como blandos: “En investigación se trabaja para reemplazar o hacer crecer tejido sobre las encías. Y como se ha probado que la nanocelulosa tiene propiedades bactericidas, también puede usarse para regenerar tejidos afectados por una quemadura”.

Cuando estos hombres y mujeres de ciencia comenzaron sus actividades de investigación, en la década del ’90, el mercado de materiales bio nano no existía, pero en estas décadas creció exponencialmente. El sector que más consume esta tecnología es el automotor, seguido por la construcción.

En este rubro, a modo de ejemplo, se producen a nivel industrial las pinturas bactericidas, especialmente indicadas para ambientes que deben mantener la profilaxis, como hospitales y centros de salud. “Las nanopartículas de carbono se usan en neumáticos desde hace mucho –señala Carlos Moina, del departamento Nanotecnología Aplicada al Desarrollo de Materiales del Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI)–, y los nanotubos de carbono en raquetas de tenis comerciales que pesan 200 gramos; la industria aeronáutica en los interiores y hasta en pisos flotantes”.

El dejo de sorpresa en la voz de Moina al mencionar la última aplicación obedece a que no se lo esperaba y lo encontró de casualidad. Así lo cuenta: “Una persona que se dedica a esos pisos nos pidió que midiéramos la dureza de un barniz que sus clientes del exterior le exigían. Tenía nanopartículas que le daban dureza y hacían que el piso fuera muy difícil de rayar”.

El investigador considera que “decir de un producto que tiene algo ‘nano’ es un bien extra de marketing, está de moda, pero no todas las actividades y productos son aptos para aplicar esta tecnología”. Y señala que un desarrollo importante del centro que dirige, junto al centro de electrónica del INTI y el Instituto de Investigaciones Biotecnológicas de la Universidad de San Martín, es el prototipo que presentó en Mercosur: un aparato para la detección de enfermedades in situ.

“Está basado en electrónica, biología y bio nano tecnología –explica–. Son nanopartículas modificadas con moléculas biológicas que permiten detectar enfermedades con una gota de sangre. Hasta ahora lo logramos con aftosa, chagas, brucelosis y síndrome urémico hemolítico. Lo estamos validando en el laboratorio contra métodos estándar y está andando muy bien. Y lo podemos usar para cualquier cosa, en tanto tengamos una molécula biológica para detectar algo”.

Cita como ejemplo el caso de una empresa que intenta desarrollar un antígeno para la leptospirosis: “Cuando lo logren, podemos pegarlo a las nanopartículas e incorporarlo al aparato, sumando una enfermedad más a detectar. La idea primigenia era salir con algo a campo, sobre todo para enfermedades huérfanas que no le importan a nadie porque son de los pobres. Después se agregaron otras de alta incidencia, como el síndrome urémico hemolítico, que hasta ahora sólo se podía detectar por análisis de materia fecal, que demora cinco o seis días. Es un desarrollo argentino y estamos viendo qué parte de todo eso podemos patentar”.

Mientras tanto, ya decidieron la marca que llevará el producto: Nanopoc, del que produjeron tres versiones, con un subsidio del Fondo Argentino Sectorial de la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica. “Fueron alrededor de cuatro millones de dólares, y se trabajó en un consorcio público privado, entre el INTI, la Unsam y tres empresas de sanidad animal, salud humana y electrónica –cuenta Moina–. Una vez que validemos los prototipos pasará a las empresas para su fabricación y le pagarán un canon a la parte estatal”.

Además de equipos para diagnóstico, los equipos de investigación trabajan en las denominadas “nanonaves” para tratamientos que requieran una liberación controlada de medicación en el organismo.

Como corolario de un panorama más que ajustado de las posibilidades que brinda la nanotecnología, el jueves 20 de noviembre se puso en órbita un nuevo nanosatélite con tecnología nacional: Manolito, tal el nombre del aparato, fue desarrollado por la empresa Satellogic –en parte financiado por el Ministerio de Ciencia– con componentes nacionales como paneles solares y la computadora de a bordo. Tiene una cámara de 20 megapíxeles para obtener fotografías de la tierra, un GPS desarrollado por la empresa y será monitoreado desde dos estaciones terrestres ubicadas en Bariloche, Río Negro, y en Tortuguitas, Buenos Aires. Los nanosatélites pueden usarse para observar la Tierra (clima y atmósfera) y las estrellas; probar desarrollos tecnológicos como sensores; realizar investigaciones biológicas (reacciones metabólicas, nuevos medicamentos); probar nuevos materiales como cristales, y cumplen funciones educativas.

Las pequeñas partículas ya están en el cielo. Y si la revolución en ciernes se concreta, poblarán la tierra con infinidad de aplicaciones.