Nanotubos de carbono, el segundo asalto de la revolución de las pequeñas cosas
Las investigaciones para que este supermaterial descubierto hace ya más de tres décadas comience a impactar a fondo en la nueva economía se aceleran
Crean un nuevo material que podría albergar datos informáticos y revolucionar el campo de los ordenadores
«A pesar de su pequeño tamaño, los nanotubos de carbono tienen ya un impacto global. Probablemente los llevemos en el bolsillo, como parte imprescindible en las baterías del móvil, o viajemos gracias a ellos en un vehículo eléctrico». El doctor Juan José Vilatela, investigador ... principal y líder del grupo de Nanocompuestos Multifuncionales en Imdea Materiales, sitúa en contexto la importancia de un material que se asentará entre los más importantes del siglo XXI («la tolerancia al daño de sus fibras es muy superior a la de materiales convencionales, permitiendo reprocesar compuestos sin reducir propiedades mecánicas o eléctricas»). Hablamos de redes de átomos de carbono que forman tubos con un diámetro de nanómetros (millonésima parte de un milímetro).
El investigador del centro adscrito a la Comunidad de Madrid incide en que «la producción actual es superior a 10.000 toneladas/año y crece a doble dígito, gracias a la confluencia de tres factores: una robusta base científica para procesarlos y entender sus propiedades en dispositivos y volúmenes de material de alta calidad, y una curva de precios viable para grandes mercados». En el caso de Materiales, trabajan en tres aplicaciones estratégicas: uso como aditivos para producir baterías ion-litio que logren duplicar su capacidad durante esta década; materiales compuestos reciclables (por ejemplo, en palas de aerogeneradores) y el desarrollo de aplicaciones en generación de hidrógeno turquesa, que evitaría la generación de CO2 para convertirlo en carbono sólido.
La iniciativa Imdea cuenta con otra aportación en este sentido, como la propia de Imdea Nanociencia. «Aunque oficialmente se les considera descubiertos en 1991 -multicapa- y 1993 -monocapa- por el científico japonés Sumio Iijima (señala Emilio Pérez, investigador de Imdea Nanociencia) había descripciones anteriores. Se pensaba que podrían reemplazar al silicio en la computación o, incluso, hacer posibles los ascensores espaciales. Sin embargo, estos sueños iniciales llevaron a una fase de decepción, especialmente cuando el grafeno, otro material revolucionario (descubierto en 2004, Premio Nobel en 2010), captó la atención».
La nanotecnología da una nueva dimensión a la transformación renovable
Pese al camino aún por avanzar en la transferencia al mercado, España ya genera innovación que demuestra el poder potenciador de estas soluciones en las energías limpias
Pérez confirma la 'segunda vida' de este material: «Hoy en día, han superado esos altibajos y se encuentran en una fase de madurez tecnológica, con descubrimientos importantes y aplicaciones prácticas. En mi grupo nos centramos en su modificación química, revisando varias potenciales aplicaciones, como, por ejemplo, la catálisis, con la fabricación de nanocomposites como principal foco».
Terreno abonado para buenas noticias: «Las propiedades de los nanotubos son literalmente extraordinarias. Para ponerlo en perspectiva, son hasta 100 veces más fuertes que el acero y mucho más ligeros que el aluminio, idóneos para fabricar plásticos ultrarresistentes. Y ligeros, que podrían usarse en la industria del automóvil, la construcción, o incluso en la fabricación de aviones. Por ejemplo, si se utilizaran nanocomposites con nanotubos en la estructura de un avión, se podría reducir su peso total, lo que a su vez disminuiría el consumo de combustible, contribuyendo así a una industria más sostenible».
En todo caso, la aplicación industrial aún es incipiente, con ejemplos como el de Tecnalia, que adquirió la pionera Sisteplant, con trabajos con 'buckypapers', láminas delgadas de nanotubos de carbono (CNT) entrelazados. «Es un material (destacan desde la compañía) con gran potencial para el desarrollo de vehículos e infraestructuras del transporte por tener una serie de propiedades como alta conductividad eléctrica y térmica, mayor tolerancia al daño y resistencia a la fatiga». Prestaciones a la espera de una mayor implantación empresarial-industrial en España, con escasas referencias internacionales como las multinacionales OcsiAl o Graphenea (en este caso, con una sede en San Sebastián).
Multisectorial
De vuelta al presente del futuro, Maurizio Prato, investigador de CIC Biomagune, recibió en 2023 una ayuda de 50.000 euros de CaixaImpulse para avanzar en su proyecto de encontrar una solución basada en nanotubos para recuperar las funciones motoras de pacientes con lesión de médula espinal. «Una lesión medular puede provocar una parálisis parcial o total. Nuestro laboratorio de Bionanotecnología del carbono se ocupa de la aplicación de la química a diversos ámbitos de la nanomedicina con materiales innovadores».
«Hace poco (continúa), demostramos que pueden restablecer la señal eléctrica entre las dos partes interrumpidas de la médula espinal, lo que abre horizontes muy interesantes para el desarrollo de prótesis para el tratamiento de lesiones medulares que, recordemos, hasta la fecha no tienen cura para la recuperación de la motilidad de los pacientes». Nanotubos de carbono «que se incorporan a polímeros o geles con porcentajes variables para producir esponjas con distinta elasticidad y consistencia», resultado de 20 años de investigaciones sobre la interacción de los nanotubos de carbono con el tejido nervioso, una de las diversas aplicaciones de este material ya asentado en el recorrido I+D del siglo XXI.
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