La nanotecnología

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La nanotecnología parte de la idea de crear materiales novedosos a partir de una configuración molecular única y particular, lo que nos ha permitido construir nanomateriales con propiedades asombrosas que son inexistentes en la naturaleza, pero que fueron creados a partir de la modificación de las moléculas de materiales existentes.

En términos básicos, la nanotecnología es un tipo de ingeniería de materiales a escala atómica o molecular. Eso significa que permite manipular la materia a una escala infinitamente pequeña, de entre 1 y 100 nanómetros, es decir, más o menos entre el tamaño de una molécula de ADN (2 nm) y una bacteria del género Mycoplasma (200 nm).

Las tecnologías disruptivas son el reflejo del poder que tiene la innovación para mejorar la calidad de vida, transformar las industrias y salvaguardar el planeta. Desde el punto de vista del desarrollo sostenible, las esferas sociales, ambientales, económicas y aquellas que resultan de su intersección (socioambiental, económico-ambiental y socioeconómica), estos tipos de tecnologías, deben operar de manera consistente, en especial en el contexto actual, en el que han adquirido una creciente relevancia, porque aunque son asumidas como nuevas, también pueden abarcar viejas tecnologías o aquellas que son relativamente controversiales y que no han alcanzado un desarrollo pleno o que no poseen un único campo de aplicación.

Entre estas tecnologías pueden mencionarse la inteligencia artificial, el internet de las cosas, la robótica, la manufactura aditiva y la nanotecnología. Esta última, que no es nueva, pero sí un tanto controversial, no ha alcanzado un pleno desarrollo a pesar de su aplicación en numerosos campos. En mi caso específico, en la protección y cuidado de la salud mediante textiles inteligentes.

Y aunque ya se han alcanzado importantes logros en el control y la manipulación de la materia a macro, micro y nanoescala, aún se proyectan importantes desarrollos que permitirán viabilizar el diseño y la fabricación de materiales con capacidades extraordinarias; todo dentro de un contexto de imitación biológica.

Cada vez se afianza más el ideal de realidad tecnológica para una materia programable, adaptativa y evolutiva, que será el recurso para la confección de los productos tecnológicos del futuro, así como del diseño y la aplicación de soluciones a los grandes problemas que debe afrontar la sociedad.

La nanociencia se involucra en el estudio de la fenomenología de la naturaleza a nivel nanoescalar. Mediante esta, estudiamos los átomos y moléculas de diversos materiales y de las fibras que los conforman a una microescala (nanométrica) con una dimensión de una mil millonésima parte de un metro. (10-9) milmillonésima parte de la unidad nanomelia, nanómetro.

Nano hace referencia a escalas del orden de 10-9 metro, una milmillonésima parte del metro.

Mediante la nanotecnología, manipulamos, estructuramos y manufacturamos los átomos y moléculas de los materiales y de las fibras para obtener telas con propiedades inexistentes en los elementos naturales.

Tanto la nanociencia como la nanotecnología con su propuesta pragmática de control y manipulación a nivel nanoescalar, han sido el resultado de la orientación del conocimiento a la intimidad de la materia y de la energía, a escalas en donde tienen lugar los procesos y componentes fundamentales que soportan la estructura y el comportamiento de toda la naturaleza existente.

Es allí, en el nanocosmos, en donde se produce el milagro de la vida, el autoensamblado de estructuras biológicas complejas, la reproducción, la autorreparación, la adaptación y en la cumbre de la manifestación de la complejidad de la naturaleza, la emergencia ante una “nueva normalidad”.

Los nanomateriales o nanoobjetos surgen cuando los átomos y las moléculas se asocian para formar entidades en escalas cercanas al nanómetro, cuyos comportamientos son muy sensibles no solamente al tipo de átomos que las constituyen, sino a la manera como se organizan arquitectónicamente y, ante todo, al tamaño que poseen.

Esta dependencia del comportamiento físico y químico con la composición, la forma y el tamaño, es uno de los principales diferenciales que poseen los nanomateriales con respecto a los cuerpos que pertenecen a nuestra escala de interacción, a los cuales se les puede denominar macroobjetos. Estos tres aspectos, además pueden modificar drásticamente, propiedades tales como la repelencia, destrucción de virus y agentes patógenos, la conductividad eléctrica, la antiestática, la resistencia, la elasticidad, la capacidad calorífica, la dispersión y absorción de la luz. Esto hace que tanto la escala nanométrica como el comportamiento de la materia, sea novedoso y de importancia trascendental para potenciales aplicaciones y usos.

Por otra parte, en los nanomateriales, el número de átomos que se encuentra en la superficie, con respecto al número de átomos que ocupa el volumen, se hace cada vez mayor a medida que se reduce el tamaño. En trozos de materia cercanos a unos pocos nanómetros, el valor de superficie es mayor que el del volumen, lo que significa que unos pocos átomos pueden hacer diferencia. Esto tiene una gran importancia en el comportamiento de la materia a escalas nanométricas. Gran parte de las interacciones ocurren en superficies y es allí donde se “programan” muchas de las propiedades de los nanomateriales.

Así, por ejemplo, en el extraordinario fenómeno de la vida, los procesos involucrados con el transporte, reconocimiento, ensamblado, intercambio, entre otros, se producen en, y a través de superficies. No existe ninguna fuente de metáfora de mayor riqueza que aquella que ofrece la naturaleza biológica y es tarea de la nanociencia desarrollar los recursos de tipo teórico, experimental y computacional, que permitan una progresiva tarea de imitación e integración a una naturaleza que, sin lugar a dudas, es nanotecnología que trabaja.

La nanotecnología debe ser reconocida como una de las tecnologías clave para el cuidado de la salud y para la economía del siglo XXI, ya que hoy por hoy podemos contar con materiales con propiedades específicas y/o programadas sin tener que aumentar su densidad.

Nanomateriales de última generación

Los nanomateriales coloidales, podrían ser considerados de primera generación porque son aquellos en los que fue posible controlar la sustancia o materia prima a partir de la cual se confecciona el nanomaterial.

En los nanomateriales de segunda generación se logra controlar el tamaño, aspecto que resulta de gran importancia en el comportamiento fisicoquímico.

En la tercera generación se controla la forma, uno de los aspectos de mayor complejidad en los procesos de síntesis y escalado. La posibilidad de lograr estructuras geométricamente controladas abre una ruta de extraordinarias posibilidades para lograr avances significativos en sus aplicaciones y usos.

Los nanomateriales de cuarta generación son aquellos en los que se logra el control en la composición. En la actualidad se cuenta con desarrollos sintéticos que permiten afinar con elevada precisión, la distribución controlada de diferentes elementos químicos en nanoestructuras coloidales.

Finalmente, los nanomateriales de quinta generación, son aquellos en los que se logra el control simultáneo de la sustancia, el tamaño, la forma y la composición.

En Hindernis de México, mediante la nueva marca Baümer, implementamos nanotecnología de quinta generación para crear la línea de PPE (Prendas de Protección Personal) más confiable, cómoda y segura en el mercado mundial.

Gracias a la nanotecnología, hoy contamos con textiles basados en las propiedades de protección y respirabilidad de la piel humana, entre muchos otras, para obtener la más alta barrera de protección nunca antes vista, con propiedades ergonómicas sorprendentes, a precios accesibles para la mayoría.

Hace 17 años, durante sus inicios, en Hindernis de México aplicamos la nanotecnología de primera generación solo en refuerzos específicos para uso quirúrgico. Ahora, hemos perfeccionado nuestros materiales llevándolos hasta una quinta generación, integrándolos en la mayoría de nuestros productos quirúrgicos, en cubrebocas y sudaderas con capucha para lograr proteger a la sociedad a un precio justo.

En el cuidado de la salud, el desarrollo e implementación era un hecho inminente, ya que entre el 5% y el 10% de los pacientes que ingresan a hospitales modernos del mundo desarrollado contraerán una o más infecciones; en los países en desarrollo, el riesgo es de 2 a 20 veces mayor. El uso apropiado de PPE (Prendas de Protección Estériles de un solo uso) puede ayudar al 97% de control y/o disminución de infecciones cruzadas en el quirófano.

En México, según la OMS (Organización Mundial de la Salud), se calcula que 450 mil casos de infecciones relacionada con la atención sanitaria causan 32 muertes por cada 100 mil habitantes por año (cuyo costo de atención anual se aproxima a los 1,500 millones).

En algunos casos, médicos e instituciones han tenido que recurrir al suministro deliberado de antibióticos con el propósito de PREVENIR alguna infección in situ, esto debido a la falta de ropa quirúrgica que garantice la asepsia y que sea una barrera 100% CONFIABLE.

La finalidad de la ropa quirúrgica es crear una barrera eficaz entre el paciente y el personal médico quirúrgico. Cualquier tipo de ropa que no garantice esta barrera es inapropiada.

El uso deliberado de antibióticos ha fomentado en gran manera, el impresionante desarrollo de los organismos resistentes a múltiples medicamentos (MDRO). En cierto punto podríamos decir que el COVID es un MDRO al ser resistente a todos los antibióticos existentes hasta su surgimiento.

Existen varios tipos de MDRO entre los cuales se encuentran: Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA), Enterococos resistentes a la vancocimina (VRE), Acinetobacter resistente, entre muchos otros, los cuales se proliferan rápidamente y en su mayoría, pueden llegar a ser mortales o de fatales consecuencias.

Sin embargo, Baümer contribuye eficazmente en la protección y prevención de la proliferación de los MDRO ya que al llevar a cabo la profilaxis apropiada, se evitan las infecciones cruzadas in situ soslayando el uso innecesario de antibióticos.

Así que, ¡las utilidades de la nanotecnología son virtualmente increíbles! Se pueden crear  materiales inteligentes al intervenir su composición química para “programarlos” con el fin de llevar a cabo ciertas tareas bioquímicas de propiedades únicas. En resumen, los tejidos inteligentes son capaces de tener comportamientos pre-programados, permitiendo así su reacción a un estímulo específico, acción o circunstancia.

A través de la nanotecnología, podemos cambiar las propiedades de las telas hasta llegar a ser una barrera infalible contra los virus más mortales y agresivos como: COVID 19, SARM, Hepatitis tipo C, VIH, Ébola virus, Staphylococcus aureus, etc.

Textiles Inteligentes Baümer

Mediante las nanopartículas podemos modificar la naturaleza de las fibras, haciéndolas más resistentes, retardantes al fuego, antiestáticas, impermeables y repelentes a líquidos sin afectar la permeabilidad del aire, e incluso, también se puede llegar a controlar la temperatura y cambiar de color como indicador de alerta.

Desde hace más de 10 años añadimos recubrimientos tópicos con nanopartículas activas de quinta generación a la masa fundida para incrustarlas en cada fibra. Las nanofibras brindan más área superficial, dan lugar a un aumento en la densidad total de un material no tejido sin incrementar el uso de materias primas o añadiendo peso adicional.

Nanopartículas

En combinación con la biotecnología, podemos obtener materiales realmente sorprendentes y verdaderamente confiables.

Una vez estudiadas y validadas las nanopartículas de diversos materiales mediante la nanociencia, podemos manipularlas y prepararlas para incorporarlas a nivel molecular en líneas combinadas de Extrusión de Filamentos (LCEF) donde se obtienen fibras multifilamento extruidas o co-extruidas, las cuales se fusionan de forma sintética avanzada, obteniendo telas no tejidas de polímeros inteligentes de alto desempeño y funcionalidad. Así, obtenemos telas y/o materiales con propiedades programadas para realizar funciones específicas como: inhibir VIRUS, destruyendo las proteínas que conforman su membrana celular (la cápside vírica que rodea al virus.) El mecanismo de acción es la desnaturalización de las proteínas plasmáticas. 

Según su aplicación, nuestros materiales pueden contar con las siguientes características:

  • Viricida
  • Repelente a todo tipo de fluidos
  • Impermeable a virus, bacterias y líquidos con un alto nivel de transpiración
  • Impermeable pero respirable
  • Antiestática
  • Alta resistencia multidireccional
  • Nulo desprendimiento de partículas
  • Anti-calor
  • Auto cambio de color como indicador de alerta
  • Resistencia a la punción y al rasgado
  • Antiderrapante o antideslizante
  • Alta ergonomía
  • Autoadherible
  • Auto degradables y armónicos con el medio ambiente ECO-TEX

Así es como hemos abierto un gigantesco campo de investigación con aplicaciones virtualmente infinitas que traen consigo una nueva revolución industrial y científico-tecnológica.

Actualmente existen varios productos que dicen ser nanotecnológicos, sin embargo, no son efectivos al 100%, debido a que en el caso específico de una PPE (Prenda de Protección Personal) debe existir una combinación perfecta entre barrera de filtración y su función viricida.

Si bien es cierto que las nanopartículas de zinc (por poner un ejemplo) en combinación con otras de origen natural o de óxidos metálicos inertes (de amplio espectro) pueden inhabilitar el virus, requieren de un tiempo mínimo de reacción, por lo tanto, si la tela no cuenta con una barrera que retenga el virus mientras las nanopartículas realizan su función, seguirá persistiendo el riesgo de contagio.

En lo personal, estoy comprometido a continuar entregando soluciones innovadoras en telas de protección para establecer nuevos estándares y ofrecer tanto a los profesionales de la salud como a todos los usuarios, la mayor protección y comodidad a precios justos para que lograr que estén al alcance de la mayoría.

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