Investigadores de la UPM desarrollan nanotubos de carbono que superan la conductividad del cobre, ofreciendo una alternativa ligera y eficiente para aplicaciones en vehículos eléctricos y aeronaves.
La búsqueda de nuevos conductores eléctricos que puedan reemplazar al cobre y al aluminio ha cobrado un gran impulso en el ámbito de la ciencia de materiales. Esta necesidad surge porque ambos metales están alcanzando sus límites de utilización, lo que genera un interés creciente en alternativas que puedan satisfacer la demanda del mercado eléctrico, especialmente en sectores como la electrónica, la energía renovable y la movilidad eléctrica.
En este contexto, los nanotubos de carbono se presentan como una opción prometedora debido a sus propiedades excepcionales. Según Javier Llorca, investigador del Departamento de Ciencia de Materiales de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), estos nanotubos son considerados bloques ideales para fabricar conductores eléctricos gracias a su baja densidad y a sus sobresalientes características eléctricas, térmicas y mecánicas.
No obstante, hasta ahora no habían logrado alcanzar los niveles necesarios de conductividad eléctrica para convertirse en una alternativa viable a gran escala frente a los materiales tradicionales como el cobre y el aluminio. Sin embargo, un reciente estudio ha superado estas limitaciones al desarrollar nanotubos que ofrecen una conductividad eléctrica superior a la del cobre y una resistencia mayor que la del acero.
Este avance se ha conseguido mediante un proceso de fabricación escalable que permite el dopaje de las fibras de nanotubos con tetracloroaluminato (AlCl?). Esta molécula se intercala entre los nanotubos sin alterar sus propiedades mecánicas. La transferencia de carga desde los átomos de carbono hacia los iones de cloro resulta en un incremento significativo en la conductividad eléctrica, alcanzando hasta 24,5 MS/m (MegaSiemens por metro), casi la mitad que el cobre pero con una densidad seis veces menor.
Las implicaciones prácticas son notables: las propiedades logradas para estos nanotubos son especialmente relevantes para la electrificación del transporte. Esto incluye aplicaciones en vehículos eléctricos, drones y aeronaves, donde se requiere un gran número de conductores con bajo peso. Además, también tienen un gran potencial para cables eléctricos aéreos, cuyo rendimiento suele verse limitado por su propio peso.
El trabajo ha sido publicado en la prestigiosa revista internacional Science, destacando así su relevancia en el campo. Los investigadores involucrados incluyen no solo a expertos de la UPM, sino también del IMDEA Materiales y del Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón, un centro mixto entre el CSIC y la Universidad de Zaragoza.
Referencia: A. I. de Isidro-Gómez et al., "Intercalated carbon nanotube fibers with specific electrical conductivity above metals", Science, 392 (6796) 395-400, 2026.
Los nanotubos de carbono presentan una combinación de baja densidad y excelentes propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas. Además, un reciente desarrollo ha permitido que estos nanotubos alcancen una conductividad eléctrica superior a la del cobre, lo que los convierte en una alternativa prometedora para aplicaciones industriales.
La mejora en la conductividad eléctrica se logró mediante un proceso de fabricación escalable que permite el dopaje de las fibras de nanotubos de carbono con tetracloroaluminato (AlCl?). Este dopaje incrementa la transferencia de carga entre los átomos de carbono y los iones de cloro, resultando en una conductividad eléctrica notable.
Las fibras mejoradas tienen un gran potencial para ser utilizadas en vehículos eléctricos, drones, aeronaves y cables eléctricos aéreos, donde se requiere una alta conductividad con la menor densidad posible.