Espuma de algas, un material del mañana con múltiples aplicaciones
Resultado de la combinación de materiales conductores y extractos de algas marinas, este nuevo material tiene múltiples propiedades y gran potencial de aprovechamiento.
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Con propiedades de conductividad eléctrica, aislamiento térmico y resistencia al fuego, esta espuma es un material eficiente y respetuoso con el medioambiente.
Un grupo internacional de investigadores, entre ellos científicos del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC), ha creado un material sostenible con características excepcionales. Este material combina alginato —un biopolímero derivado de algas marinas— con MXene, un compuesto conductor.
El resultado es una estructura espumosa que destaca por ser ligera, conductora de electricidad, aislante térmico y resistente al fuego.
Los hallazgos se han dado a conocer en Nanoscale Horizons, una revista de referencia en el campo de la nanotecnología. El nuevo material combina innovación en ciencia de materiales y sostenibilidad ambiental, al unir alginato biodegradable, derivado de algas marinas, con MXene, un compuesto laminar con titanio y carbono que aporta alta conductividad eléctrica similar al grafeno.
El MXene no solo ofrece alta conductividad eléctrica, sino también propiedades catalíticas, ópticas y térmicas. Su capacidad para dispersarse en agua permite una integración uniforme con el alginato, formando una espuma porosa, ligera y resistente que atrapa aire y mejora el aislamiento térmico.
El Consejo Superior de Investigaciones Científicas explica que un 25 % del consumo mundial de energía se destina a climatizar edificaciones. Si a ello se añade el elevado consumo energético asociado a la producción de materiales aislantes, resulta evidente que el impacto ambiental del sector de la construcción es significativo.
Tecnología biodegradable
Uno de los principales desafíos de los materiales aislantes en la construcción es su tendencia a ser inflamables. Muchas espumas aislantes disponibles en el mercado son fácilmente combustibles y requieren la aplicación de retardantes de llama químicos, los cuales suelen ser perjudiciales tanto para el medioambiente como para la salud humana. Frente a esta problemática, el nuevo material representa un avance significativo, ya que ofrece resistencia al fuego sin recurrir a aditivos químicos.
Esto es posible gracias al alginato, que es naturalmente ignífugo y se carboniza en lugar de arder, y al MXene, que contribuye con su estabilidad térmica. De esta manera, se eliminan compuestos tóxicos en su fabricación y se incrementa la seguridad en la construcción sin afectar al entorno.
Propiedades energéticas
Otro aspecto innovador de este nuevo material es su capacidad para producir electricidad. Gracias a su estructura porosa, la espuma no solo actúa como aislante térmico, sino que también facilita la generación de carga eléctrica a través de fenómenos como la piezoelectricidad y la triboelectricidad, que se activan con el movimiento o las variaciones de temperatura.
“Nuestro objetivo al diseñar la espuma era investigar cómo la porosidad influye en la generación de carga eléctrica y, por otro lado, en el aislamiento térmico”.
Pruebas de inflamabilidad en la espuma sometida a la llama de un soplete de butano a los 2, 16 y 26 segundos.
Gracias a su doble funcionalidad, esta espuma se presenta como una solución ideal para recubrimientos o componentes de construcción capaces de alimentar sistemas eléctricos básicos, como iluminación de bajo consumo o sensores integrados.
El desarrollo ha sido posible gracias a la colaboración entre varias instituciones internacionales, entre ellas el ICMM-CSIC —encargado del diseño del material y el análisis de sus propiedades—, el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea, la Universidad Politécnica de Turín(Italia) y la Universidad Drexel (Filadelfia, EE.UU.).
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