En términos generales, las aplicaciones actuales de la nanotecnología surgen del conocimiento disponible que se emplea para mejorar productos ya existentes. A medio y largo plazo es permisible suponer que una mejora substancial de esas tecnologías o la emergencia de otras completamente nuevas iniciarán un nuevo ciclo tecnológico.
El objetivo general del proyecto es el de realizar un ejercicio de prospectiva para definir unos escenarios coherentes y una hoja de ruta crítica para aplicaciones nanotecnológicas en energía (aplicaciones fotovoltaicas), medio ambiente (remediación de aguas) y salud (nanomedicina) junto con los nuevos materiales que son apropiados y necesarios para su desarrollo. Especial énfasis se dedicará en el roadmap a la identificación de convergencias de las nuevas tecnologías NBIC. Esta aproximación debería aportar los elementos suficientes para coadyuvar a la creación de subredes Iberoamericas de trabajo sobre estas temáticas que finalmente deberían dar lugar a una Red Iberoamericana de Nanotecnología (RIN). La RIN debería ser capaz de resolver, mediante aproximaciones nanotecnológicas, problemas de alto impacto social en la región y en temas de interés global. La red estará abierta a la participación virtual activa de todos aquellos grupos que manifiesten su interés y que aporten conocimiento a la misma.
La amplitud del proyecto y especialmente el número de recursos humanos que se pondrán en juego obliga a focalizar el estudio en algunas áreas que definirán, a su vez los objetivos específicos Se definen cinco objetivos específicos, los tres primeros verticales y los dos últimos transversales:
1) Nanotecnología en energía: aplicaciones fotovoltaicas.
La utilización racional de la energía, en particular la provinente de fuentes fósiles, constituye un reto muy importante para nuestras sociedades avanzadas. En este contexto, el desarrollo de energías renovables como la solar representa una vía de acción particularmente importante. Las células fotovoltaicas son dispositivos que convierten la luz solar en una corriente eléctrica. Tecnologías alternativas a la del silicio se están desarrollando muy rápidamente con rendimientos que en la actualidad son del orden del 5% con un coste evaluado en 1€/Wp pero que proyecciones recientes rebajan a 0.5€/Wp hacia el año 2015. Estas condiciones las harían económicamente rentables. Estas tecnologías alternativas se sustentan en el uso de semiconductores de "gap amplio" (p.e: titania en fase anatasa) y en semiconductores orgánicos conductores de huecos (p.e.:MEH-PPV, politiofenos,..). La posibilidad de obtener el dispositivo en forma de capa delgada con técnicas de "soft chemistry" sobre substratos flexibles no solamente abaratan el producto sino que permiten pensar multitud de aplicaciones que no serían permisibles con los dispositivos actuales. Por último, es importante enfatizar que nanopartículas del tipo core-shell de diversos óxidos, selenuros y sulfuros pueden ser utilizadas en la fabricación de nuevas celdas fotovoltaicas. El roadmap se basará en este tipo de tecnologías alternativas a las convencionales que presentan un futuro muy esperanzador tanto desde un punto de vista económico como de aplicaciones.
2) Medio ambiente
La eliminación ecológica de contaminantes es un tema por el que la sociedad cada vez se encuentra más motivada. El gran impacto ambiental de esas aplicaciones hace de la búsqueda de materiales con propiedades catalíticas para la degradación de contaminantes un tópico de investigación muy importante. Muchos investigadores han aprovechado el hecho de que el semiconductor TiO2 es un excelente fotocatalizador que permite la degradación y finalmente la mineralización de contaminantes orgánicos muy estables tales como detergentes, colorantes, pesticidas, en agua. Sin embargo para ello, se requiere, debido al valor de su gap electrónico, de radiación ultravioleta que activa el proceso. Este hecho elimina (o rebaja) el interés del uso de la luz solar. Además, de una forma corriente, este material se usa en suspensiones acuosas, por consiguiente, procesos de filtración posteriores son requeridos. Nuestro roadmap se centrará en el uso de materiales nanoestructurados híbridos cuya acción fotodegradadora sea activada además por la luz visible (p.e.:TiO2 dopado con N o C) de tal manera que la luz solar sea una fuente lumínica sostenible y barata. Además, se analizará el papel de las técnicas nanotecnológicas de depósito para preparar material fotocalizador fijado o crecido sobre un sustrato adecuado: por su transmisión óptica y por su precio.
3) Salud: nanomedicina
Es bien conocido que materiales a la escala nanométrica juntamente con tecnologías que permitan la manipulación de átomos y moléculas cambiarán completamente algunos aspectos del ámbito de la salud en lo que se refiere a diagnosis, terapéutica, cuidados médicos,..etc. Nuevos materiales serán sintetizados para ser usados como nuevos medicamentos, para encapsularlos y distribuirlos a voluntad, para incrementar las funcionalidades de las prótesis y para producir implantes activos. Además es posible fabricar nanopartículas que sean utilizadas como inhibidores de virus o ataquen selectivamente a células cancerígenas. El roadmap propuesto versará sobre nanomedicina. La nanomedicina tiene el potencial de permitir realizar diagnósticos precoces mejorando la diagnosis general, el tratamiento y el seguimiento de las enfermedades. Incluye la preparación de: nanopartículas inorgánicas, puntos cuánticos, nanopartículas poliméricas, nanotubos de carbono modificados, micelas y liposomas para su uso en diagnóstico, medición, imaging y aplicaciones terapéuticas como la distribución de medicamentos y genes. También se prestará atención a los microsistemas que permiten la medida, la actuación o el inerfasado a nivel de la nanoescala.
4) Nuevos materiales(Actividad transversal en el roadmap)
Se prospectarán desde los materiales citados anteriormente hasta aquellos que puedan ser sus substitutos en el período temporal incluido en el ejercicio. Los criterios de substitución serán obviamente tanto una mejora en sus funcionalidades como la disminución de su precio de manufactura.
5) Implantación de las técnicas NBIC (Nano-Bio-Info-Cogno) (Actividad transversal en el roadmap)
Durante la creación del mapa de ruta se identificaran las convergencias entre las nuevas tecnologías NBIC en las tres áreas de estudio.
Estos objetivos han sido elegidos por la trascendencia social y económica que comportan y por la posibilidad, que esperamos demostrar, de que nuestros departamentos universitarios y centros de investigación están capacitados para entrar con garantías de éxito en la corriente global de investigación sobre temas de una gran sensibilidad social como: la energía, el medio ambiente y la salud.
