El hombre crea materiales a nivel molecular

El doctor Eric Rivera afirmó que por primera vez en la historia de la humanidad se podrán crear materiales a través de la ingeniería molecular

Vivimos en un punto en la historia de la humanidad en donde el ser humano es capaz de crear materiales a nivel molecular, es decir, podrá ensamblar los átomos para obtener las propiedades que requiera de acuerdo a su necesidad, afirmó el doctor Eric Rivera Muñoz, jefe del Departamento de Nanotecnología en el Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada (CFATA) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Campus Juriquilla.

Reiteró que hasta hace 20 años el ser humano dependía de los materiales que proveía la naturaleza; sin embargo, gracias a la ingeniería molecular se fabricarán materiales que cubran las necesidades por medio de la manipulación átomo por átomo. “En el futuro habrá tecnología que no imaginamos”, expresó en su ponencia Física, matemáticas y tecnología… una trilogía inseparable en el marco del 4° Congreso Internacional sobre la Enseñanza y Aplicación de Matemáticas, realizado por la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán (FESC).

El investigador describió a la tecnología como un conjunto de procedimientos y técnicas que aplican de forma práctica el conocimiento científico como la física –disciplina de la ciencia enfocada a descifrar el funcionamiento de la naturaleza utilizando el lenguaje matemático para describirlo y que al aprovecharse genera nueva tecnología.

Por ejemplo, Isaac Newton creó el cálculo diferencial e integral para conocer la velocidad instantánea de un objeto cuando recorre determinada distancia al caer. Asimismo, indicó la descripción matemática del campo gravitacional que describe la interacción a larga distancia que tienen los objetos celestes entre sí.

Además, explicó el doctor Eric Rivera, la misma expresión matemática nos revela que los objetos celestes tienden a presentar una forma esférica porque es la forma física más estable que se puede tener en un campo gravitacional debido a que todos los puntos de la superficie están a la misma distancia del centro.

Gracias a la compresión de esta expresión matemática, el ser humano fue capaz de mandar objetos al espacio, llegar a la luna, enviar satélites artificiales que le dan la vuelta al mundo y crear la Estación Espacial Internacional. “Hemos sacado provecho de una fórmula matemática con la que hemos generado tecnología, una prueba de que la matemática, la física y la ingeniería van juntas”, aseveró el especialista.

La física necesita de un conocimiento matemático profundo para poder estudiar desde el universo hasta el mundo microscópico. Con la geometría fractal, por ejemplo, se pueden realizar simulaciones matemáticas de figuras relacionadas con la naturaleza como montañas, las alas de una mariposa, nubes, etcétera, comentó el miembro del Sistema Nacional de Investigadores (SNI) nivel uno.

Con el desarrollo de la mecánica cuántica se estudia el comportamiento de la naturaleza a pequeña escala. Esta disciplina fue un paradigma en el contexto de la física en la que dejó de ser determinista para hablar de probabilidades e incertidumbres; “lo único que podemos saber con la mecánica cuántica es la probabilidad de encontrar a cierto electrón dependiendo del estado energético en el que se encuentre”, puntualizó.

Aclaró que el comportamiento de los electrones corresponde al lugar que ocupan en las estructuras. Cuando los átomos forman moléculas crean enlaces químicos –iónico, metálico o covalente– los cualesdeterminarán las propiedades físicas y químicas de la materia de acuerdo con la estructura de los electrones en los orbitales.

Para investigar el mundo atómico, la física utiliza tecnología matemática con la finalidad de generar nuevos conocimientos. La Microscopia Electrónica de Barrido, por ejemplo, es ideal para investigar la morfología de las superficies, precisó el doctor Eric Rivera. Ésta consiste en un haz de electrones que barre la muestra, capturando la radiación reflejada para reconstruir la imagen del espécimen.

Hace poco más de 20 años, relató, se creía imposible ver columnas atómicas. Actualmente, gracias a la Microscopia Electrónica de Transmisión que atraviesa a las muestras se observan los detalles finos de la estructura y es posible apreciar la estructura a nivel nanométrico –millonésima parte de un milímetro.

Finalmente, en la Microscopia de Fuerza Atómica una aguja de punta fina explora la superficie de la muestra y manda información por medio de un láser con las que se pueden construir imágenes del ADN, células, bacterias y estructuras atómicas, manifestó el investigador.

“Estas tecnologías ayudan a manipular a la materia átomo por átomo, lo cual generará tecnología que no imaginamos”, expresó. La televisión y el radio de bulbos evolucionaron primero a los transistores y posteriormente a los microprocesadores.

“En puerta está una revolución en la que mil microprocesadores cabrán en el espacio que ocupa un microprocesador actual, es decir, obtendremos computadoras mil veces más poderosas. Vamos hacia allá”, reveló el autor de 30 artículos publicados en revistas internacionales.

El doctor Eric Rivera subrayó que el mundo no sería como lo conocemos sino fuera por la relación intrínseca que tienen la física y la matemática para describir el funcionamiento de la naturaleza, las cuales generan nuevo conocimiento que al aplicarlo crea tecnología innovadora.

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