Crean un material basado en algas marinas capaz de generar electricidad y prevenir incendios

MADRID, 10 (SERVIMEDIA)

Un estudio internacional en el que participa el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (ICMM -CSIC) creó una espuma multifuncional con propiedades aparentemente opuestas como conductividad eléctrica, aislamiento térmico y capacidad ignífuga, al combinar un compuesto biodegradable proveniente de las algas marinas con un material conductor similar al grafeno.

El estudio, publicado en la revista 'Nanoscale Horizons', muestra que este nuevo material fue diseñado en forma de espuma para aprovechar las propiedades físicas que le confieren sus poros: "Las espumas son muy ligeras, mecánicamente muy estables y, a la vez, tienen cualidades de aislamiento térmico", explicó el primer autor del trabajo e investigador en el ICMM-CSIC, Bernd Wicklein.

La calefacción y refrigeración de los edificios consumen aproximadamente el 25% de la energía que se utiliza en todo el mundo. A esta cifra se suma el gasto energético relacionado con la fabricación de los aislantes para construcción. Por ello, el desarrollo de un material capaz de aislar térmicamente una casa, de generar electricidad para iluminarla y, al mismo tiempo, de prevenir posibles incendios, supone un avance clave para reducir el consumo energético global.

Wicklein describió que el objetivo de los investigadores al diseñar la espuma era investigar "cómo la porosidad influye en la generación de carga eléctrica y, por otro lado, en el aislamiento térmico". Asimismo, señaló que consiguieron que estas espumas sean conductoras gracias a fabricarlas con los mencionados MXenes y el alginato, un biopolímero que, de hecho, ya se usa para la generación de energía.

Además, cuando estas espumas están conectadas a sistemas eléctricos pueden dar alerta de inicio de fuego, lo que las hace un elemento de protección contra incendios. Los MXenes son una familia de materiales "con propiedades fascinantes", dijo Wicklein, quien también indicó que estos materiales se comportan como "metales en cuanto a la conductividad eléctrica, pero también se dispersan en agua y tienen otras propiedades catalíticas, ópticas y térmicas muy interesantes".

Es un material con una estructura en dos dimensiones que se da en forma de láminas ultrafinas de apenas uno o dos nanómetros de grosor (las mil millonésimas parte de un metro): "Esto les otorga una gran flexibilidad mecánica", añadió Wicklein.

Las espumas, por su parte, son materiales comúnmente usados para aislamiento térmico debido a que, gracias a su estructura celular, atrapan aire y reducen la conducción del calor. Sin embargo, el investigador del ICMM-CSIC recordó que, aunque todos los materiales de aislamiento térmico en construcción son espumas, "éstas son muy inflamables y, para evitar que lo sean, se les añaden compuestos químicos que son muy tóxicos".

Así pues, se consiguió un compuesto para la construcción que genera electricidad, que puede ser un "elemento de seguridad contra incendios y que es térmicamente aislante, por lo que además nos permite un ahorro energético muy importante", concluyó Wicklein.

Este trabajo supone un avance a la hora de evitar estos compuestos al utilizar el alginato, completamente biodegradable. En el trabajo participaron investigadores del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea, de la Universidad Politécnica de Turín (Italia) y de la Universidad Drexel (Filadelfia, EE. UU).