Las divisiones de Ingeniería Mecánica y Medio Ambiente del centro tecnológico Cartif de Valladolid coordinan 'Aplicanano', un proyecto público de investigación que indaga la adición de nanopartículas en las matrices poliméricas y su disposición en forma de recubrimiento. Cuatro comunidades autónomas se coordinan para obtener nuevos materiales.
El proyecto de investigación busca la obtención de materiales compuestos que mejoren las prestaciones de los materiales tradicionales. "Un material compuesto está formado por una matriz polimérica y un material de refuerzo. Su origen se encuentra en la necesidad de obtener propiedades que no se dan en cada elemento por separado, prestaciones que se consiguen combinando un tipo de matriz y las características del nanorefuerzo, como su orientación o distribución", exlican los científicos.
Según Montserrat Acebes, coordinadora del proyecto e investigadora de la División de Ingeniería Mecánica de Cartif , que coordina los trabajos, el objetivo de 'Aplicanano' es obtener un material “con propiedades mecánicas, tribológicas y de auto limpieza mejoradas”.
Mientras que las primeras hacen referencia la adherencia o la dureza el material, las segundas se centran en su fricción o desgaste.Cada uno de los centros participantes en el proyecto investiga distintos tipos de nanopartículas, con diferentes propiedades de base y diversos tipos de nanorecubrimientos de forma que “se estudian todos los procesos, se optimizan los parámetros y se busca la mezcla óptima”.
El centro tecnológico Cartif trabaja con matrices poliméricas con resina de tipo poliéster y poliamida modificadas con nanopartículas de dióxido de titanio (TiO2) tanto comerciales como sintetizadas por el propio centro. Respecto a los recubrimientos, aplican recubrimientos en polimetilmetacrilato (PMMA) y policarbonato (PC) con un equipo único en España de Deposición en Capa Atómica, con el cual se pueden crear capas extremadamente finas.
Como explica el investigador de la División de Medio Ambiente de Cartif José Fermoso, “se ha trabajado con ambos materiales poliméricos y el recubrimiento para analizar qué propiedades se ven mejoradas respecto a los materiales de partida”.
Dióxido de titanio para nuevas propiedades
Por el momento, se ha observado que el dióxido de titanio sí mejora las propiedades de la matriz polimérica aunque, según reconoce Fermoso, sobre todo se pretende modificar el comportamiento superficial de estos materiales. En este sentido, se busca que el recubrimiento evite que el material se ensucie (o lo que es lo mismo, que aporte propiedades de autolimpieza) por ejemplo si se moja con la lluvia. En un vidrio normal, la gota de lluvia al secarse deja suciedad. Lo que se intenta con este recubrimiento es que la gota “o se extienda mucho o no se extienda nada” y que no se mezcle con el material, “como sucede con el aceite y el agua” apunta Fermoso.
En la misma línea se busca otra propiedad, la fotocatalítica. “Al incorporar el dióxido de titanio en el material le estamos aportando capacidad fotocatalítica, que se active con la radicación ultravioleta, una parte de la radiación solar. Esto posibilita que, si hay sustancias orgánicas en la superficie, se oxiden”, señala el investigador, quien añade que es otra forma de contribuir a la autolimpieza del material.
En el sector de la construcción, la adición de nanopartículas es un campo muy activo y que ya se están empezando a fabricar algunas estructuras civiles, como puentes, con materiales compuestos. Del mismo modo, las placas para el acabado de edificios que estén realizadas con este material pueden contribuir a mantenerlo limpio más tiempo. Teniendo en cuenta que es un material costoso, también se están buscando aplicaciones de mayor valor añadido que van desde la óptica (fabricar gafas que no se ensucien tanto) al embalaje y el transporte (realizar embalajes plásticos más resistentes y con menor cantidad de material).
No obstante, para que estas aplicaciones lleguen al mercado “aún queda bastante trabajo de investigación”. En estos momentos los materiales se están desarrollando en el laboratorio con muy pocos gramos, mientras que a nivel industrial son necesarios kilos. El proyecto se inició en 2008 y, tras dos años de trabajo, se encuentra aún en fase de desarrollo optimizando los parámetros de síntesis, la aplicación del nanorecubrimiento y caracterizando el material resultante.
Al final del proyecto, que concluirá en abril del próximo año, se prevé poner en común las conclusiones para que todos los centros científicos puedan aprovechar el nuevo conocimiento.
Un equipo internacional de científicos, liderados desde el Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón, ha creado el primer imán duro de espesor atómico. El avance tiene aplicaciones potenciales en dispositivos tecnológicos que requieren un campo magnético definido, como las memorias RAM de los ordenadores.
En la interfaz entre dos capas rotadas de titanato de bario, con solo unos pocos átomos de espesor, aparecen propiedades que podrían revolucionar la ciencia de los materiales ferroeléctricos y ser útiles en la electrónica e informática del futuro. Los detalles los publican en Nature investigadores de la Universidad Complutense de Madrid.
