Imagine el despliegue de submarinos microscópicos en su torrente sanguíneo. Su misión: identificar y destruir las primeras células cancerosas antes de que se instalen en el organismo.

Eso es la nanotecnología, es decir, la fabricación a escala nanométrica. Un nanómetro es la centésima parte de la anchura de un cabello humano.

Pero nanotecnología no significa sólo «muy, muy pequeño». La nanotecnología es una forma de construir cosas ensamblando átomos individuales, uno a uno. Los átomos son los bloques de construcción más pequeños del universo. Con la ingeniería a nivel atómico, podemos crear nuevos materiales y estructuras que de otro modo serían imposibles.

¿Cómo cuáles? Según el libro Nanosystems, un motor tan pequeño como un grano de arena podría, en teoría, ser tan potente como para propulsar un coche. O una nanofábrica del tamaño de un ordenador de sobremesa que pudiera crear instantáneamente cualquier cosa -desde comida hasta muebles- ensamblándola átomo a átomo. El replicador de Star Trek hecho realidad.

La nanotecnología en toda regla sigue siendo un sueño lejano. Pero sabemos que funciona porque ya está funcionando dentro de nosotros.

Cada célula viva de nuestro cuerpo es una nanofábrica. Una sola célula tiene más piezas en funcionamiento que un avión Boeing 747. Estas máquinas microscópicas lo construyen todo, desde el tejido cerebral hasta los huesos, con precisión atómica.

Ahora estamos aprendiendo a programar estas máquinas naturales mediante tecnologías como CRISPR. Los científicos son cada vez mejores a la hora de «borrar» genes cancerígenos, erradicar enfermedades raras y controlar plagas transmitidas por mosquitos.

La nanotecnología podría crear algún día superhéroes de carne y hueso. Lo digo en serio. Las nanomáquinas podrían permitirte permanecer media hora bajo el agua sin escafandra al ayudar a tus glóbulos rojos a transportar más oxígeno. La ingeniería a escala atómica podría mejorar tu visión, permitiéndote ver en la oscuridad.

Pero si realmente quiere ver nuestro futuro nanotecnológico, mire en su teléfono. Dentro de ese delgado rectángulo hay un chip de ordenador con miles de millones de interruptores electrónicos llamados transistores. Se fabricaron con lo más parecido a la nanotecnología a escala atómica que tenemos hoy en día.

El chip del último iPhone es más pequeño que la uña de un pulgar. Sin embargo, tiene 19.000 millones de transistores separados por una distancia de sólo cinco nanómetros.

Cada año, los fabricantes de chips fabrican más de estos interruptores a escala atómica que todos los granos de trigo y arroz que se cultivan en la Tierra juntos.

Casi todos los avances tecnológicos de nuestra era se deben a que los fabricantes de chips han descubierto la manera de meter más transistores en los microchips. El superordenador de la NASA que guió a Neil Armstrong a la Luna tenía 2.000 transistores. Tu iPhone tiene casi 10 millones de veces más potencia de cálculo.

SpaceX utiliza la potencia de los chips modernos para atrapar cohetes. Hace 20 años no era ni remotamente posible hacer esto. La potencia de cálculo necesaria para analizar la velocidad del viento, la trayectoria de los cohetes y docenas de otras variables en tiempo real aún no existía.

En las salas más limpias de la Tierra se encuentran las máquinas más caras jamás construidas. Manipulan la materia a escalas más pequeñas que un virus y funcionan a temperaturas más calientes que el sol.

Taiwan Semiconductor (TSMC) fabrica los chips de todos los iPhone desde 2014. Según la revista WIRED: «Cada seis meses, una sola de las 13 fundiciones de TSMC... talla y graba un quintillón de transistores para Apple».

TSMC también produce los chips de Nvidia, el último de los cuales tiene 80.000 millones de transistores empaquetados en una sola pieza de silicio. Imagina escribir miles de letras perfectamente formadas en un grano de arroz con un lápiz. Imposible. No para TSMC. En lugar de arroz, imprime miles de millones de transistores en obleas de silicio.

Mi amigo, que ha trabajado en las fábricas de TSMC en Taiwán, del tamaño de un campo de fútbol, dice que son los edificios más increíbles que ha visto nunca.

Los trabajadores pasan por un control de seguridad más estricto que el de la mayoría de los aeropuertos. Se visten con «trajes de conejo» blancos especiales que cubren cada centímetro de piel. Luego pasan por cámaras de ducha de aire que expulsan aire filtrado para eliminar partículas como el polvo.

El aire de la planta de fabricación de TSMC es 100.000 veces más limpio que el de un quirófano de hospital. El agua utilizada en el proceso de fabricación de chips es unos 10 millones de veces más pura que el agua del grifo. Es demasiado pura para beberla, ya que filtraría los minerales del cuerpo.

Cada chip pasa por más de 1.000 pasos y tarda unos tres meses en terminarse. Los manipulan casi por completo robots monorraíl montados en el techo porque los humanos contaminarían el proceso. No es de extrañar que las nuevas instalaciones de fabricación de TSMC cuesten 20.000 millones de dólares cada una.

Si Walmart cerrara mañana, usted podría comprar en Costco. Si Bank of America quebrara, podría transferir su dinero a Wells Fargo.

Pero si eres Apple y quieres un chip de última generación para el próximo iPhone, sólo hay una empresa a la que puedes llamar: TSMC. Y TSMC solo puede crear estos chips utilizando las máquinas de una empresa: ASML.

Advanced Semiconductor Materials Lithography (ASML) creó una máquina tan compleja que ninguna otra empresa del planeta puede reproducirla. Su herramienta de ultravioleta extremo (EUV) es la clave para fabricar los últimos, mejores y más rápidos chips.

Cada máquina EUV es tan pesada como un avión jumbo, con 100.000 piezas de precisión y 2 kilómetros de cables que funcionan en perfecta armonía. Imprime» transistores en obleas de sólo cinco nanómetros de ancho. Tres millones de transistores cabrían en el punto final de esta frase.

El sistema de espejos del interior de esta máquina es tan perfectamente liso que si se escalara uno al tamaño de California, no tendría una protuberancia superior a un milímetro.

Trasladar una sola herramienta EUV requiere una operación logística digna de una campaña militar: 40 contenedores, tres aviones de carga y una flota de 20 camiones. Precio: 300 millones de dólares.

Sin ASML, no habría iPhone. Ni Nvidia. Ni ChatGPT.

TSMC y ASML son las empresas de fabricación más avanzadas del mundo, con diferencia. La supremacía tecnológica es genial para los negocios. Las acciones de TSMC y ASML se han multiplicado por más de 15 desde 2010.

Fuente: RiskHedge

Todos los grandes avances tecnológicos de nuestro tiempo se basan en los semiconductores. La inteligencia artificial despegó cuando los chips se hicieron lo bastante potentes para imitar el cerebro humano. La energía solar es más barata cada año porque las células solares son semiconductores simples, fabricados con procesos similares a los de los chips.

No hace mucho, leer el código genético completo de una persona costaba 95 millones de dólares. Hoy, gracias a diminutos chips capaces de escanear el ADN como un lector de códigos de barras ultrarrápido, podemos hacerlo por menos de 500 dólares y en unas pocas horas. Una mejora de 200.000 veces.

Fuente: RiskHedge

Si quiere predecir el futuro, preste atención a las tecnologías que se suben a la ola de los chips. La energía es la base de la innovación, pero los chips son los componentes básicos de las revoluciones tecnológicas.

a industria del chip ya produce más objetos al año que todas las demás fábricas de la historia de la humanidad juntas. Y no hemos hecho más que empezar.

En las profundidades del núcleo solar, miles de millones de átomos chocan entre sí cada segundo, liberando el calor que calienta nuestro planeta. Este proceso se denomina fusión nuclear. Durante 70 años, los científicos han intentado recrearlo, sin éxito.

Ahora, una empresa neozelandesa ha hecho un gran avance en nuestro intento de crear una estrella en la Tierra.

Las centrales nucleares actuales funcionan con fisión, que divide los átomos. La fusión nuclear funciona a la inversa. Une los átomos.

Fuente: RiskHedge

Cuando los átomos se «fusionan», liberan cantidades alucinantes de energía. Con sólo un gramo, del tamaño de una miga de pan, se podría suministrar energía a una casa durante más de 50 años.

Pero conseguir que los átomos se fusionen es el reto de ingeniería más difícil que jamás hayamos intentado. Los átomos se repelen de forma natural. Para superarlo, hay que calentar una bocanada de gas a más de 180 millones de grados Fahrenheit. Esto es seis veces más caliente que el núcleo del Sol.

Luego hay que convertir este gas sobrecalentado en «plasma», tan caliente que vaporiza instantáneamente todo lo que toca. Y hay que mantener estas condiciones extremas el tiempo suficiente para captar energía y convertirla en electricidad.

Durante décadas, sólo los gobiernos se dedicaron a la fusión. Ahora, una oleada de innovadores se suma a la carrera. La empresa neozelandesa OpenStar acaba de crear y contener una nube de plasma a unos 540.000 grados Fahrenheit en su primer reactor experimental.

OpenStar dio la vuelta al diseño tradicional de los reactores de fusión. En lugar de rodear el plasma con imanes, colocó los imanes dentro del propio plasma. Esto le permitió contener el plasma dentro de una cámara de vacío durante 20 segundos. Y lo consiguió en menos de dos años y por menos de 10 millones de dólares.

Helion Energy, respaldada por el CEO de OpenAI, Sam Altman, está adoptando un enfoque diferente. Está construyendo lo que equivale a un cañón de plasma. Disparan dos anillos de plasma entre sí a más de un millón de kilómetros por hora. Cuando estos anillos chocan, crean fusión y generan electricidad directamente. Helion ha recaudado 500 millones de dólares y ha prometido alimentar los centros de datos de Microsoft en 2028.

En Massachusetts, Commonwealth Fusion Systems está construyendo SPARC. Es un reactor de 1.200 millones de dólares que utiliza potentes imanes para crear una botella invisible, manteniendo el plasma flotando en el espacio como una estrella en miniatura.

SPARC tiene 18 superimanes, cada uno de ellos tan potente como para levantar un portaaviones. Cada imán pesa 30 toneladas y contiene 200 millas de cinta especial, cuidadosamente enrollada durante más de 120 horas en densas bobinas. Este es su aspecto.

Fuente: RiskHedge, The New York Times

La fusión es un problema que merece la pena resolver. El éxito nos proporcionaría una energía ilimitada, limpia y segura. Los reactores de fusión funcionan con deuterio, que se encuentra en el agua de mar. A diferencia de la energía nuclear tradicional, no hay riesgo de fusión.

En la reciente conferencia Roots of Progress de Berkeley, pregunté a varios expertos en energía qué opinaban de la fusión. Veredicto: aunque la tecnología funcione, faltan décadas para que llegue a nuestros hogares. Las temperaturas extremas necesarias hacen que la fusión sea fundamentalmente más cara que otras fuentes de energía.

Pero los avances se aceleran. Los próximos años nos dirán si la fusión puede convertirse en el mayor avance energético desde que capturamos el fuego.

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Fuente / Autor: RiskHedge / Stephen McBride

https://www.riskhedge.com/post/special-edition-the-awesome-future-of-nanotech

Imagen: Edgroom