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Oficialmente, Lydéric Bocquet es experto en nanofluidos en el Centro Nacional de Investigación Científica de Francia y la École Normale Supérieure de París, pero, al preguntarle, dirá que su trabajo es más prosaico.
«Soy un fontanero de lo infinitamente pequeño —dice— que observa los fluidos mientras fluyen por los canales más pequeños imaginables».
La nanofluídica está entre la mecánica de fluidos y la naturaleza atómica aislada de la materia. «En nanofluídica estudiamos el comportamiento, la manipulación y el control de fluidos confinados en estructuras de uno a cien nanómetros de tamaño», explica Bocquet.
Esto es cientos de veces menos que la anchura de un cabello humano. Al confinarse en estructuras tan diminutas, los fluidos actúan de forma diferente e incluso pueden presentar nuevas propiedades, lo que atrae el interés de investigadores como Bocquet.
La nanofluídica también se encuentra en la naturaleza, incluso en nuestro propio cuerpo. Bocquet explica: «Desde el sistema de filtración del riñón hasta las neuronas y sinapsis del encéfalo, hay ejemplos de nanofluidos por todas partes».
Según Bocquet, comprender la nanofluídica es fundamental para replicarla en aplicaciones artificiales, objetivo del proyecto SHADOKS, financiado por el Consejo Europeo de Investigación. Dirigido por Bocquet, el proyecto pretende mejorar el conocimiento sobre los nanofluidos y utilizarlo para construir máquinas iónicas.
Eficiencia de dos plátanos diarios
Las máquinas iónicas son dispositivos artificiales que funcionan de forma similar al encéfalo humano. Antes confinado a las páginas de la ciencia ficción, este concepto empieza a hacerse realidad.
Como explica Bocquet, la computación nanofluídica pretende imitar la eficiencia energética del encéfalo en el procesamiento de la información. Con sus miles de millones de neuronas conectadas por billones de sinapsis, el encéfalo optimiza el flujo de información evitando el costoso y constante trasiego de datos entre el procesador y la memoria, un rasgo de la arquitectura informática clásica.
«El encéfalo es un superordenador que puede funcionar con solo dos plátanos diarios, lo que lo hace más eficiente que cualquier ordenador», añade Bocquet.
El proyecto SHADOKS pretendía desarrollar componentes informáticos básicos basados en principios nanofluídicos. Los investigadores crearon una máquina iónica que imita el flujo de información del encéfalo, con iones que se mueven por los fluidos y transportan y almacenan información.
«Es la primera piedra del edificio, pero esa computación nanofluídica promete un menor consumo de energía, plasticidad a nivel de “hardware” y múltiples soportes de información», señala Bocquet.
Un armario de curiosidades nanofluídicas
trabajaban en la máquina iónica, Bocquet y su equipo hicieron otros descubrimientos importantes, a los que él llama el «armario de curiosidades nanofluídicas».
Uno de estos descubrimientos es cómo fluye el agua por los nanocanales de carbono, como los nanotubos de carbono utilizados en equipos deportivos, chalecos antibalas y vehículos. «Hace tiempo que se cree que el agua confinada en un nanotubo de carbono fluye hasta diez mil veces más rápido de lo que lo haría en un espacio no confinado», añade Bocquet.
En experimentos anteriores, Bocquet demostró que la fricción del agua por una pared de nanotubos se comporta anormalmente. Durante el proyecto SHADOKS, él y su equipo pudieron explicar por qué. «La respuesta es un efecto de fricción cuántica no convencional exclusivo de los nanotubos de carbono», explica Bocquet.
Bocquet afirma que este vínculo entre hidrodinámica y física cuántica abre la puerta a una amplia gama de posibles aplicaciones, como el acoplamiento del transporte de agua al transporte electrónico.
Abrir las compuertas del agua dulce
Otro tema del armario de Bocquet es el uso de nanofluidos en la desalinización y filtración de agua. «Como nuestra solución utiliza campos eléctricos en lugar de presión, puede ampliarse fácilmente y aumentar considerablemente el acceso del mundo al agua dulce», señala.
Se han solicitado varias patentes para el nuevo sistema de filtración/desalinización basado en nanofluidos y Bocquet pretende crear una empresa emergente para avanzar hacia la comercialización.
Según Bocquet, esto, junto con sus trabajos sobre máquinas iónicas y otras áreas de investigación, es la prueba fehaciente de que el proyecto SHADOKS ha establecido un nuevo paradigma en el contexto de la nanofluídica. «Estoy convencido de que la ciencia pionera surgida de este proyecto dará lugar a innovaciones revolucionarias en los próximos años», concluye.