La nanotecnología, aliada para mitigar el cambio climático

El calentamiento del planeta es uno de los mayores desafíos en el presente. Eventos extremos como inundaciones, sequías, olas de calor, huracanes cada vez más agresivos, así como incendios forestales por las altas temperaturas, son algunos de los efectos relacionados con el fenómeno.

Los combustibles fósiles son la principal fuente de energía sobre todo en las grandes urbes.

Aproximadamente el 80% de la energía que utilizamos, proviene de los combustibles fósiles, como el petróleo, carbón, gas natural, entre otros. El uso de esta energía está estrechamente relacionado con el aumento de la concentración de Gases de Efecto Invernadero (GEI) en la atmósfera, y en consecuencia, con el calentamiento global.

De ahí la urgencia de comenzar a utilizar tecnología que contribuya a disminuir esos gases que afectan la dinámica atmosférica del planeta.

Una alternativa es la nanotecnología, que podría ayudar a que los combustibles fósiles contaminen menos.

En el caso del petróleo, la nanotecnología a través de nanocatalizadores contribuye a que se le extraiga el azufre, uno de sus principales compuestos contaminantes. Esta técnica ya se está llevando a cabo en la industria del petróleo para limpiar los combustibles fósiles, detalla Noboru Takeuchi, investigador del Centro de Nanociencias y Nanotecnología de la UNAM.

Diminutas dimensiones, grandes contribuciones

Nano, es la milmillonésima parte de algo; el nanómetro, por ejemplo, es la milmillonésima parte de un metro. Así, la nanotecnología es el estudio y la manipulación de materia en tamaños increíblemente pequeños, generalmente entre uno y 100 nanómetros.

Podría definirse también como el campo de la ciencia dedicada al control y manipulación de la materia en la escala de los átomos y las moléculas, donde el tamaño se mide en millonésimas de un milímetro. Cabe mencionar que los materiales adquieren nuevas propiedades al manipularse a escala nanométrica.

El propósito de la nanotecnología aplicada en relación con el ambiente, es contribuir a reducir del uso de energías fósiles para dar paso a las energías renovables. “Una manera de hacerlo, es utilizar el hidrógeno como combustible, ya que es un elemento abundante que al combinarse con el oxígeno, el único residuo que produce es agua”.

Este proceso no es tan sencillo, se necesitan catalizadores, es por eso que Noboru Takeuchi y un grupo de investigadores del Centro de Nanociencias y Nanotecnología de la Universidad Nacional, se encuentran indagando cómo utilizar nanotubos de carbono nitrogenado como catalizadores.

Así, los catalizadores nanoestructurados pueden hacer que los procesos de síntesis sean más eficientes, reduciendo subproductos contaminantes y el consumo de energía.

Energías más limpias

Igualmente, señala el científico, se puede aprovechar la energía solar para convertirla en energía eléctrica por medio de celdas fotovoltaicas. Para tal efecto, se usan semiconductores que tienen un ancho de banda definido. Desde la nanotecnología se busca modificar el ancho de banda de los materiales semiconductores para así obtener el valor que se requiera.

• Investigaciones en el Centro de Nanociencias y Nanotecnología tienen que ver con la búsqueda de fuentes alternativas de energía, a fin de reducir los GEI y de este modo contribuir a mitigar los efectos del cambio climático.

La nanotecnología ya ha demostrado que puede incidir en la reducción de la contaminación. Por ejemplo, la tecnología basada en nanotecnología de las lámparas de luz caseras ha disminuido en 10% el consumo de energía en Estados Unidos, con ahorros de más de 100 mil millones de dólares anuales y sobre todo reduciendo las emisiones de carbón en 200 millones de toneladas cada año.

Estudios sobre lo pequeño

El Doctor Noboru Takeuchi ha centrado sus investigaciones en el área de Nanociencias y Nanotecnología. Trabaja en la modificación a nivel atómico de las superficies de materiales semiconductores, metálicos y magnéticos, y de esta manera busca aumentar sus posibles aplicaciones.

La nanotecnología tiene por objetivo entender, caracterizar, manipular y explotar las características físicas de la materia a la nanoescala, para generar innovaciones tecnológicas teniendo en consideración su impacto social y ambiental.

Se trata de una tecnología clave que constituye una de las áreas que aportará mayor desarrollo al siglo XXI al originar aplicaciones basadas en los fenómenos que suceden a escalas atómicas (1 nanómetro es 1 millonésimo de milímetro).

Se habla de que esta tecnología será el detonante de una nueva revolución industrial, ya que las posibilidades de creación de nuevos materiales y dispositivos a partir de átomos y moléculas parecen ilimitadas. La nanotecnología cubre un amplio espectro de aplicaciones.

En la actualidad existen aplicaciones en muchas industrias tradicionales como son los catalizadores, recubrimientos, pinturas, industria del hule, entre otros, y se comienza a trabajar en aplicaciones novedosas como son la fabricación de biosensores, la manufactura de microprocesadores, el diseño de materiales con características específicas y en nuevos materiales para la industria aeroespacial.