El salto pendiente para dar forma a la gigantesca revolución de la nanofabricación

Apostar por este campo es estratégico porque actúa como un catalizador para el emprendimiento, fomentando el surgimiento de spin-off y startups dispuestas a explotar su potencial; genera empleo cualificado y contribuye al progreso socioeconómico. España cuenta con bazas a favor, como talento de primer nivel y centros de reconocido prestigio, pero necesita reforzar la conexión laboratorio-mercado para que los resultados se transfieran con éxito a la sociedad.

Lucía Gutiérrez es científico titular en el INMA, el Instituto de Nanociencia y Nanomateriales de Aragón, un instituto mixto entre la Universidad de Zaragoza y el CSIC. Su labor se centra en el desarrollo de nanopartículas magnéticas para aplicaciones biomédicas, con especial énfasis en el tratamiento del cáncer mediante hipertermia magnética. La idea básica de esta técnica es que, una vez que estas pequeñísimas partículas (de apenas 10 nanómetros) están en el tumor, se pueden activar de manera remota, como con un 'interruptor de campos magnéticos', para que generen calor y destruyan las células tumorales sin ninguna consecuencia para los tejidos sanos de alrededor.

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Aunque a este enfoque aún le queda un largo recorrido hasta poder tratar de forma masiva a pacientes, se han llevado a cabo estudios clínicos para comprobar su utilidad en personas. En el marco del proyecto NoCanTher, coordinado por IMDEA Nanociencia y con financiación Horizon 2020, Vall d'Hebron Instituto de Oncología se convirtió en el primer centro español en comenzar a aplicar esta nueva tecnología en pacientes con cáncer de páncreas localmente avanzado para los que existe una necesidad de nuevas estrategias que mejoren los resultados del tratamiento tradicional con quimioterapia.

«La transferencia al mercado, cuando hablamos de nuevos materiales o tratamientos, es muy larga. Diseñamos el material, lo verificamos con células en sistemas más o menos sencillos, después en sistemas de células más complejos que simulan un órgano, para verificar que no es tóxico y posteriormente, se pasa a estudios animales para comprobar si la hipótesis sigue funcionando y si, además, es mejor opción que las ya existentes», resume Gutiérrez, que también es coordinadora adjunta de la Conexión Nanomedicina del CSIC.

Aclara, eso sí, que muchos trabajos se pueden transferir de una forma más inmediata. «Tengo un proyecto con una farmacéutica que diseña fármacos para la anemia. La empresa necesita unas técnicas de caracterización avanzadas para estudiar la producción de su fármaco (también basado en nanopartículas) que son las que yo utilizo para mi investigación, así que les puedo ayudar a diseñar sus procesos de producción. Este trabajo tendrá resultados a más corto plazo. Existen aplicaciones médicas que darán su fruto a muy largo plazo, otras a medio y otras a corto plazo», subraya. Lo que comparten es que involucran a equipos multidisciplinares, compuestos por físicos, químicos, farmacéuticos, biotecnólogos… «Hay profesionales especializados en síntesis, en caracterización y en la aplicación final, colaborando mucho entre sí», dice.

La científica saca pecho de las fortalezas españolas en este ámbito: «A nivel de investigación hay equipos haciendo trabajos punteros y que son referentes mundiales». Sin embargo, señala una brecha en la transferencia de conocimiento: «Con frecuencia necesitas una empresa detrás, que vea el potencial de estas cosas y lo desarrolle. En España, en general, contamos con pocas compañías que se dediquen a ello». A pesar de este desafío, reconoce que el proceso es más sencillo en los casos en los que no se aplican regulaciones clínicas.

En la estratégica industria de los semiconductores, donde la nanofabricación es crucial para lograr dispositivos cada vez más potentes, eficientes y compactos, España se caracteriza por una dicotomía. Daniel Granados, director ejecutivo de Infraestructuras Científicas del Instituto Madrileño de Estudios Avanzados en Nanociencia (IMDEA Nano), asegura que desde el punto de vista académico (nanofabricación para hacer prototipos, estudiar propiedades de materiales emergentes o diseñar los chips que se comercializarán dentro de diez años) nuestro país está muy bien posicionado, ya que cuenta con un talento excepcional y centros de calidad equiparables a los de Estados Unidos, China, Corea o Taiwán. «Pero carecemos de capacidades para trasladar la investigación a la industria y ganar escala», lamenta.

Por este motivo han surgido iniciativas como el centro de semiconductores que la firma belga IMEC proyecta en Málaga o la constitución de la Fundació InnoFAB, cuyo objetivo es impulsar un centro de diseño, desarrollo y prototipaje de chips en Cerdanyola del Vallès, en Barcelona. «España empieza a coger bastante tracción para aprender a llevar las tecnologías de nanofabricación del ámbito académico al industrial», celebra. IMDEA Nano, sin ir más lejos, colabora con empresas del sector aeronáutico, espacio o defensa, poniéndoles a disposición sus capacidades académicas para que hagan prototipos que luego les ayuden al escalado industrial.

Cuenta Granados que durante muchos años la industria se ha centrado en hacer los transistores cada vez más pequeños (Ley de Moore), pero se está llegando al límite físico, por lo que los esfuerzos se enfocan ahora en la integración heterogénea, que consiste en combinar en un mismo chip o dispositivo nanomateriales 'que no se llevan bien entre ellos' para que, al juntar las propiedades singulares de cada uno, proporcionen beneficios asombrosos. España tiene una oportunidad única en este terreno. «Competir en lo que otras potencias acumulan una experiencia de décadas es complicado, por lo que hay que concentrar los esfuerzos en lo que está por venir», indica.

El esfuerzo para impulsar el ecosistema español y europeo de nanofabricación destapa dos asignaturas pendientes. La primera es el déficit de fuerza laboral capacitada, una carestía contra la que IMDEA Nano lucha activamente, como parte de su misión de actuar como vehículo puente entre la academia y la industria. Explica Granados que la formación conlleva inversión (cada equipo utilizado en el entorno académico cuesta en torno al millón de euros) y una curva de aprendizaje lenta, entre seis meses y dos años. «Se requieren perfiles heterogéneos, tanto ingenieros o doctores como procedentes de FP», indica. La segunda es una visión de largo recorrido. «Los planes de Europa son muy cortoplacistas y el ritmo lo marcan los ciclos políticos, pero en cuatro años no se recupera la soberanía tecnológica de una industria. Hace falta una visión a largo plazo y, en el caso español, un pacto de estado que garantice que todas las inversiones que se están haciendo ahora van a continuar», insiste.

Ratificados como el petróleo del siglo XXI, los semiconductores son uno de los sectores en los que la nanofabricación tendrá un mayor poder disruptivo. Así lo cree Ainara García-Gallastegui, directora de Transferencia de Tecnología de CIC nanoGUNE, tomando como ejemplo la tipología de empresas que contratan sus servicios de nanofabricación o usan su sala blanca en modo autoservicio. «En este sector la miniaturización juega un papel crucial. Tenemos proyectos que buscan optimizar propiedades de componentes comerciales ya existentes y, por otra parte, proyectos altamente disruptivos con miras a largo plazo como pueden ser la espintrónica o el hardware cuántico», señala en este sentido.

En relación con la espintrónica, cabe mencionar la colaboración que nanoGUNE ha mantenido con Intel desde hace años bajo contrato industrial y que ha sido distinguida por Intel con un premio internacional en dos ocasiones. En referencia a la tecnología cuántica, nanoGUNE lanzó en 2024 un nuevo grupo de investigación, liderado por Fernando González-Zalba, que se dedica al desarrollo de hardware cuántico.

«Es relevante en este contexto el acuerdo de colaboración de nanoGUNE con la empresa gacela británica Quantum Motion, referente en la fabricación de hardware cuántico basado en silicio, y que además ha creado su filial europea en San Sebastián», señala. ¿La razón? «Esta tecnología cuántica abre el camino para la transición de la electrónica tradicional de silicio a la nueva era del hardware cuántico». El centro ha construido una ampliación de 1.500 m2 para dar cabida a los nuevos laboratorios del grupo de Hardware Cuántico y las oficinas de la filial de Quantum Motion, una decisión, en palabras de García-Gallastegui, «valiente y necesaria para posicionar a Europa a la vanguardia de las tecnologías de futuro».

En lo que respecta a España, defiende que el país tiene el ecosistema, la infraestructura y los profesionales de alta cualificación que posibilitan una investigación vanguardista en el sector. «La transferencia de estos desarrollos a la empresa es crítica y es donde habría que incidir. Las empresas en su mayoría no se ven capacitadas para absorber este tipo de tecnologías porque les vienen 'dadas' y no han participado en su desarrollo», advierte. Por ello, apunta que promover una colaboración centro-empresa que posibilite el desarrollo del producto desde la prueba concepto hasta un prototipo y finalmente producto comercial sería la clave del éxito.

Reforzar las capacidades nacionales en nanofabricación tiene un impacto multiplicador y beneficia a toda la industria auxiliar. Grupo Álava, con medio siglo de trayectoria, incorporó en 2012 una nueva división de nanotecnología que englobaba aspectos de nanocaracterización, con múltiples soluciones en espectroscopia, sin dejar a un lado la nanofabricación y la generación de películas delgadas. «La nanotecnología trabaja a escalas nanométricas y a esos tamaños, los materiales se comportan de una forma diferente, adquiriendo propiedades físicas mejoradas que pueden utilizarse en la fabricación de productos innovadores y de alto rendimiento», desliza Antonio Zambrano, Sales Manager de Nanoscience en la compañía, sobre lo que les motivó a adentrarse en este mundo. «La evolución está siendo durante estos años exponencial, y además la previsión es continuar con un futuro prometedor y de crecimiento impulsado por la innovación», remata.

Grupo Álava está presente en toda la cadena de valor, desde el primer eslabón del desarrollo con presencia en las principales universidades y centros tecnológicos, así como en las aplicaciones industriales finales. «El suministro de nuestros equipamientos y soluciones –dice Zambrano– nos permite definirnos como una empresa que acompaña el desarrollo industrial desde las universidades hasta la industria, facilitando la transferencia de conocimiento y tecnología y ayudando a convertir la investigación universitaria en aplicaciones industriales concretas».

Avances que dibujan un futuro en el que la innovación se mide en nanómetros.