La tecnología de nanotubos revolucionará la manufactura
Autores: Juan José Vilatela García, Andrew Johnston. IMDEA Materiales
Los avances en la tecnología de fibra de nanotubos de carbono (CNT) del Instituto de Investigación Avanzada de Madrid (IMDEA) formaran parte de una revolución en la manufactura en los próximos cinco años, con capacidad para conducir a una reducción masiva de las emisiones de CO2. Como paso en esta dirección, recientemente se ha publicado una nueva investigación en la prestigiosa revista Science Advances que detalla un desarrollo significativo en el campo de las fibras de ultra alto rendimiento.
Los CNT se consideran el bloque de construcción definitivo para tales fibras, y las nanoestructuras multidimensionales propuestas por el equipo de IMDEA Materiales crearían un material de una resistencia y una conductividad térmica y eléctrica sin precedentes. La investigación, que fue el resultado de un esfuerzo internacional conjunto con investigadores de España, Estados Unidos y Corea del Sur, encontró que las nanoestructuras multidimensionales propuestas superarían muchos de los límites asociados con las fibras sintéticas convencionales. La tecnología CNT tiene una amplia gama de aplicaciones, incluidos los sectores de automoción, aeronáutica, telecomunicaciones y la transferencia de datos.
Y lejos de ser simplemente teórico, el equipo de IMDEA confía en que el uso a gran escala de los CNT está a la vuelta de la esquina. Estamos muy cerca de la industrialización de esta nueva clase de materiales: ahora tenemos las moléculas correctas, los métodos correctos para ensamblarlas y la comprensión de cómo producir materiales que superan a las fibras de carbono tradicionales. Eso se refleja, no solo en el hecho de que son más fuertes y rígidos, sino que tienen conductividades eléctricas y térmicas muy altas, algo que las fibras de carbono realmente no tienen. Este material comenzará a reemplazar, no solo a las fibras de carbono estructurales, sino también a los metales.
El trabajo en CNT ha sido un foco del grupo de investigación del grupo de IMDEA Materiales desde 2011, pero los avances más recientes se produjeron después de poder combinar ese conocimiento con nuevos materiales producidos en los países socios Corea y EE. UU. La adopción de la tecnología CNT también podría ser un elemento clave para combatir el aumento de los niveles de CO2 dado su potencial para reemplazar el cobre, el acero, el aluminio e incluso el hormigón, cuyos procesos productivos tienen asociadas emisiones de CO2 anuales por encima de los millones de toneladas.
Referencias
Dongju Lee, Seo Gyun Kim, Seungki Hong, Cristina Madrona, Yuna Oh, Min Park, Natsumi Komatsu, Lauren W. Taylor, Bongjin Chung, Jungwon Kim, Jun Yeon Hwang, Jaesang Yu, Dong Su Lee, Hyeon Su Jeong, Nam Ho You, Nam Dong Kim, Dae-Yoon Kim, Heon Sang Lee, Kun-Hong Lee, Junichiro Kono, Geoff Wehmeyer, Matteo Pasquali, Juan J. Vilatela, Seongwoo Ryu, Bon-Cheol Ku. – Ultrahigh strength, modulus, and conductivity of graphitic fibers by macromolecular coalescence. Science Sdvances 8 (16), 2022. DOI: 10.1126/sciadv.abn0939
Matteo Pasquali, Carl Mesters; Opinion: We can use carbon to decarbonize—and get hydrogen for free. Proceedings of the National Academy of Sciences 118(31):e2112089118 DOI: 10.1073/pnas.2112089118
Contacto
Juan José Vilatela, Responsable de Grupo de Nanocompuestos Multifuncionales de IMDEA Materiales e Investigador Responsable del grupo FIMDEAM del Programa FotoArt-CM.
Coordina FotoArt-CM: Víctor A. de la Peña O´Shea, Instituto IMDEA Energía.
