El 'buckypaper' revoluciona desde los aviones a la medicina

Operarios de Airbus trabajan en la cadena de montaje del consorcio europeo de fabricación de aviones. /A. Vázquez
Operarios de Airbus trabajan en la cadena de montaje del consorcio europeo de fabricación de aviones. / A. Vázquez

Este nuevo material, compuesto de hojas de nanotubos de carbono, es diez veces más ligero que el acero y, a la vez, 250 veces más fuerte

ARANTXA HERRANZ

Puede que hasta ahora apenas haya oído hablar del 'buckypaper', un material que promete revolucionar sectores como el aeroespacial, las pantallas de televisión o la medicina. Son hojas de nanotubos de carbono (CNT) con unas propiedades únicas, que abren la puerta a muchas posibilidades que aún deben materializarse.

Los descubridores de este material (Robert Curl, Harold Kroto y Richard Smalley) recibieron el Premio Nobel de Química de 1996 por su trabajo. Fue en 1985 cuando hallaron una molécula formada por 60 átomos de carbono en forma de balón de fútbol. El 'buckypaper' es fruto de ello.

Pero, ¿qué es realmente? Hablamos de una sustancia fuerte aunque ligera, fabricada a partir de nanotubos de carbono comprimidos (estructuras largas y cilíndricas que consisten en moléculas de grafito hexagonales unidas en los bordes). Un 'buckypaper' está hecho de fibras CNT cuyo tamaño es aproximadamente 50.000 veces más pequeño que el diámetro de un cabello humano. Pese a ser tan finos, los nanotubos tienen enlaces atómicos lo suficientemente potentes como para hacerlos dos veces más duros que el diamante. Cuando se apilan sus hojas, el material compuesto resultante es diez veces más ligero que el acero, aunque 250 veces más fuerte. Además, a diferencia de los materiales compuestos convencionales, conduce la electricidad como el silicio y dispersa el calor como el acero.

Es conductor eléctrico y dispersa el calor, a diferencia de otro material compuesto

Una hoja de 'buckypaper' se parece al papel de carbón de una máquina de escribir o calco, si bien es mucho más fuerte que una masa equivalente de acero. Cuando las hojas se apilan y comprimen, el material resultante es hasta 500 veces más resistente que el acero, aunque pesa una décima parte de su peso. En esta disposición, la capacidad de carga de corriente es muy alta. También tiene una excelente conductividad térmica y baja reflectividad óptica.

Por eso, las aplicaciones potenciales del 'buckypaper' son tan variadas como para emplearse en pantallas de ordenador y televisión, materiales para la construcción de automóviles, aviones y otro tipo de maquinaria, protección contra rayos o pulsos electromagnéticos, electrodos para baterías, pilas de combustible y condensadores, disipadores térmicos para equipos electrónicos e informáticos o extremidades artificiales, por citar solo algunas.

Por ejemplo, en la industria aeronáutica se estudia la aplicación de este material fuerte y ligero para reforzar la integridad estructural de los aviones, especialmente contra los rayos. Para entenderlo, el 'buckypaper' permitiría que la carga eléctrica de los rayos fluya alrededor del avión y se disipe sin causar daños. Además, este material también podría ayudar a reducir el peso total de los aviones y, por tanto, el consumo de combustible. También permite la transferencia inalámbrica de datos a través de material compuesto.

Mientras, en el campo de la medicina, se espera que los 'buckypaper' puedan suponer toda una revolución en los implantes artificiales, ya que se pueden utilizar para reemplazar los huesos rotos. Estos implantes se pueden hacer de forma más eficiente con nanotubos de carbono.

Investigación europea

La Comisión Europea no quiere dejar escapar la oportunidad de investigar este material y tiene en vigor el proyecto PLATFORM, que se inscribe dentro del marco del Programa Marco H2020. Este programa apunta a desarrollar líneas piloto de acceso abierto para la producción industrial de 'buckypapers', preimpregnados y tratados con CNT para aplicaciones de compuestos en sectores como el aeroespacial y la automoción.

En concreto, hay dos proyectos europeos que ya han desarrollado métodos para fabricar compuestos multifuncionales reforzados con CNT, compatibles con los procesos de fabricación industrial actuales. Los primeros resultados arrojan tres estrategias de integración de 'buckypaper' prometedoras para ser utilizados en procesos de fabricación a escala industrial.

Aunque cada una de esas estrategias puede actuar por separado, se pueden combinar sinérgicamente de manera que se pueda lograr un nivel multifuncional más alto. Y siempre de acuerdo con los requisitos finales de la aplicación, apunta la Comisión.