Una fuerza de trabajo preparada para la tecnología nano

Un comité de ASTM International crea un programa de certificados para los estándares educativos

por Cicely Enright

La tecnología nano ha recorrido un largo camino desde que Richard Feynman, del California Institute of Technology, dio su conferencia "There's Plenty of Room at the Bottom" (Hay mucho espacio en el fondo), y preguntó por qué no podíamos escribir toda la Enciclopedia Británica en la cabeza de un alfiler.

Años de investigación y desarrollo han dado a los científicos la capacidad de manipular las estructuras de los materiales para obtener los valores deseados de resistencia, durabilidad y peso. Estas capacidades han contribuido al desarrollo de nuevos productos y procesos, y el uso de la nanotecnología está aumentando en muchas industrias.

Además de su uso industrial, "estamos tratando de enseñar a la gente a trabajar en el nivel nano y a comprenderlo", dice Robert Ehrmann, Director general de la Red de Aplicaciones de Nanotecnología y Conocimiento Profesional (NACK) de la Universidad Estatal de Pensilvania, y miembro de ASTM International.

Un conjunto de estándares del Comité de ASTM International sobre Nanotecnología (E56) ahora proporciona un marco para la educación de la mano de obra en nanotecnología. Se está desarrollando un programa de certificación ASTM. A través de estos esfuerzos, el comité E56 está creando una base para que los técnicos y asistentes de ingeniería ingresen al campo.

Preparando el escenario

"Nano" significa una mil millonésima parte, así que el nanómetro es una mil millonésima parte de un metro. Esa pequeñez es difícil de imaginar: una hoja de papel tiene 100 000 nanómetros de espesor y una hebra de cabello tiene de 80 000 a 100 000 nanómetros de ancho.

A principios de los años 2000 comenzaron a ofrecerse productos de consumo fabricados con la incipiente tecnología.

Raquetas de tenis y palos de golf más resistentes, parachoques de autos menos propensos a arañazos o abolladuras, pantalones resistentes a las manchas, etc. han llegado como avances del empleo de la nanotecnología. En medicina, los apósitos nanocristalinos han proporcionado una barrera antimicrobiana para las quemaduras y otras heridas durante años, y los avances de la nanotecnología han estado impulsando el desarrollo de los equipos electrónicos hacia transistores más pequeños y mejores pantallas de dispositivos.

El actual Inventario de productos de consumo de Nanotecnología enumera más de 1600 artículos, identificados por sus fabricantes, desde su primera lista de 54 productos el año 2005.

Educación sobre nanotecnología y ASTM International

Junto con el creciente uso de la nanotecnología, se ha dado un creciente interés en la educación orientada a la nanotecnología.

"Hay programas académicos y grados en nanotecnología que no existían hace 10 años", dice la doctora en ciencias Debra Kaiser, ex-presidenta del comité E56, que dirige el subcomité (E56.07) directamente responsable de los estándares. La doctora Kaiser es directora de programas técnicos en el Laboratorio de Medición de Materiales del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) de los Estados Unidos en Gaithersburg, Maryland. Una lista de programas indica que hay en el mundo cerca de 300 especializaciones en nanotecnología que otorgan grados de bachiller y superiores.

"Históricamente, los aspectos educativos de la nanotecnología han estado en el lado más avanzado del espectro, es decir, las personas con títulos avanzados", indica el doctor Raymond Tsui, académico asociado de la Universidad Estatal de Arizona en Tempe, y miembro del comité E56. "Pero la tecnología es tan generalizada e impacta tantas áreas, que no se puede tener una fuerza de trabajo solo en un extremo del espectro. También se necesitan asistentes de ingeniería y técnicos, por lo que es importante la capacitación de las personas para que trabajen en estos aspectos.

"Ese ha sido el enfoque de los esfuerzos de ASTM.

Ehrmann, que se unió a ASTM el año 2014, dirige la Red NACK, un programa para el avance de la educación sobre nanotecnología que pone el énfasis en institutos técnicos y comunitarios. La red, Red de Aplicaciones de Nanotecnología y Conocimiento Profesional, con sede en la Universidad Estatal de Pennsylvania en State College, comenzó en 2008 con una subvención de cuatro años de la Fundación Nacional de Ciencias de los EE. UU.

Ehrmann se acercó a ASTM International en 2013 con el propósito de desarrollar estándares sobre aspectos importantes para alguien que ingresara al campo de la nanotecnología como técnico o asistente de ingeniería.

"Los estándares debían cubrir lo que creemos son aspectos importantes de la nanotecnología, lo que permitiría a las personas trabajar en diferentes áreas de la industria como Investigación y Desarrollo, fabricación, etc.", dice Tsui. "Esto fomentará la uniformidad en las calificaciones de los graduados para satisfacer las necesidades industriales y académicas."

Una fundación con estándares

Se encuentran disponibles ahora seis estándares, desarrollados por el subcomité E56 con aportes del comité y asesoramiento adicional del sector académico y de la industria. Los estándares se enfocan en los temas principales para un programa de educación sobre nanotecnología. Según Ehrmann, los estándares cubren una base de conocimiento que todavía no se enseña comúnmente.

Los estándares incluyen guías y una práctica para:

• Salud y seguridad (E2996),
• Caracterización (E3001),
• Generación de patrones (E3034),
• Síntesis y procesamiento de materiales (E3071),
• Infraestructura (E3059), y
• Propiedades de los materiales y efectos del tamaño (E3089).

Kaiser señala que, si bien el contenido de los estándares tiene la forma de listas, hay materiales educativos disponibles gratuitamente en la Red NACK (incluye módulos y más).

La guía de salud y seguridad, por ejemplo, incluye temas clave para un programa educativo que preparará a las personas para trabajar con seguridad en la investigación, desarrollo y fabricación relacionados con la nanotecnología.

La guía evita proporcionar material específico del curso para que los programas puedan cubrir el material que se requiere normalmente y al mismo tiempo satisfacer las necesidades de los empleadores locales.

Programa de certificado en Desarrollo 

El siguiente paso para el subcomité E56 es crear un conjunto de pruebas; los estudiantes que las aprueben recibirán un certificado de ASTM International. Al igual que los estándares, cada certificado abordará una habilidad específica: salud y seguridad, caracterización, etc.

Los certificados proporcionarán a los graduados las habilidades que necesitan en un entorno tecnológico en rápida evolución y les ayudarán a encontrar empleos bien remunerados. Los empleadores tendrán la seguridad de que los nuevos empleados tienen las habilidades básicas.

Los poseedores de certificados tendrán mucho más que un grado de dos años de un instituto comunitario X; tendrán una credencial adicional, o más de una, que es valorada en las compañías en los Estados Unidos.

El primer certificado, para el estándar de salud y seguridad, está progresando hacia su finalización.

El subcomité ha revisado cientos de preguntas aportadas por un grupo consultor de representantes del mundo académico, el gobierno federal y la industria. Cada uno refleja un aspecto técnico de la seguridad y la salud para la nanotecnología. El grupo ha depurado la lista y está perfeccionando y formateando las preguntas a fin de crear una base de datos para los exámenes individuales.

Los estudiantes pueden optar por concentrarse en un certificado, pero cada certificado adicional podrá agregarse al anterior para obtener una base amplia en nanotecnología.

Esta fundación beneficiará a las numerosas industrias que usan la nanotecnología, así como a los estudiantes que buscan empleo en esta área. Como dice Ehrmann: "Tener la comprensión de la nanoescala y la capacidad de trabajar con la nanoescala le diferencia de la persona que está junto a usted."