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eproduce en un ordenador
resolviendo las ecuaciones que la
gobiernan. Este enfoque proporciona
enormes beneficios, ya que permite,
por una parte, una comprensión
profunda de los procesos físicos, sus
causas y efectos, y su interrelación con
la estructura atómica y química, y por
otra, un control completo sobre las
condiciones del sistema que se desea
estudiar (algo difícil de alcanzar en los
experimentos). Por otro lado,
significan un apoyo fundamental a la
investigación experimental, sin el cual
el desarrollo de la nanociencia se
produciría de una manera mucho más
lenta.
Un ejemplo claro de la ayuda
que prestan las simulaciones
numéricas en nanociencia es la
predicción e interpretación de
imágenes de microscopía de efecto
túnel (STM). Ésta es un área de
investigación en la que los
experimentos no suelen proporcionar
suficiente información para extraer
conclusiones definitivas sobre la
estructura de los sistemas estudiados,
a menos que se cuente con la
comparación con las predicciones
de las simulaciones. La figura 5.5.
muestra las imágenes experimentales
de fullerenos C 60 depositados sobre
una superficie de silicio. La
interpretación de estas imágenes
es fácil si se comparan con las
simulaciones.
Aplicaciones biomédicas
Al reducir la dimensión de la materia
a tamaños de aglomerados finitos de
un pequeño número de átomos,
tamaños nanométricos (moleculares),
disciplinas clásicas como la física, la
química y la biología se entremezclan,
se desenfocan sus contornos y se
difuminan sus fronteras. Hace más de
cien años, Ramón y Cajal, premiado
con el Nobel por proponer que las
neuronas eran las unidades básicas de
cómputo de información en el
cerebro, escribía en el prólogo de su
libro Textura del sistema nervioso
(1899): “En el futuro, cuando la
ciencia haya alcanzado la plenitud de
sus medios de acción, la química y la
física no (serán) sino dos aspectos de
la mecánica molecular”, vaticinando
así la futura revolución en ciencias de
la vida auspiciada hoy en día por la
nanotecnología.
Tuvieron que pasar décadas para
que otra revolución científica
ocurriese anticipándose a la revolución
actual en nanotecnología: el
descubrimiento de la estructura del
ADN y la consecuente génesis de la
biología molecular. La ciencia entraba
dentro de la célula con herramientas
propias de otras disciplinas como la
física, pues la codificación y
transmisión de información genética
mediante pares de bases se obtuvo
mediante la difracción de Rayos X.
Eran los años cincuenta del pasado
siglo.
Se sucedieron décadas en las que
poco a poco las técnicas de síntesis
y caracterización de materia
inorgánica llegaron a conquistar el
reino molecular, de dimensiones
justo un orden de magnitud superior
a las del átomo. Las moléculas
contienen la información intrínseca
del átomo, muestran estados
cuánticos y, además, como unidades
de construcción, permiten formar
estructuras atómicas más complejas
que las que se obtienen partiendo
de átomos individuales.
Y no sólo se alcanzó el control
atómico en aglomerados discretos de
un pequeño número de átomos, sino
que se pudo llegar a reunir un número
de Avogadro de ellos (nanopartículas),
dando lugar así a las moléculas
inorgánicas primero y luego a la
nanotecnología contemporánea,
o al menos a una parte muy
importante de ella.
Las moléculas, ya sean orgánicas
o inorgánicas, están destinadas a
“entenderse”, y de ese diálogo fisicoquímico
podemos aprender mucho
sobre una escala, la nanométrica,
donde reinan en solitario las fuerzas
electromagnéticas y donde se originó
y se origina la vida desde hace, se
estima, unos 3.500 millones de años.
Así, como se puede apreciar
en la figura 5.6., cadenas inorgánicas
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