Un avance innovador en materiales ignífugos y eléctricos
Un equipo internacional, con la participación del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), adscrito al CSIC, ha logrado desarrollar una espuma multifuncional que combina propiedades aparentemente contradictorias: conductividad eléctrica, aislamiento térmico y resistencia al fuego. Este material innovador se obtiene a partir de un compuesto biodegradable derivado de algas marinas, combinado con un material conductor similar al grafeno.
La calefacción y refrigeración de edificios representa aproximadamente el 25% del consumo energético global. A esto se suma el alto gasto energético asociado a la producción de aislantes para la construcción. Por lo tanto, la creación de un material que no solo aísle térmicamente, sino que también genere electricidad y prevenga incendios, es un avance significativo hacia la reducción del consumo energético mundial. Los hallazgos iniciales de este estudio han sido publicados en la revista Nanoscale Horizons, donde colaboran investigadores de instituciones como el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea, la Universidad Politécnica de Turín (Italia) y la Universidad Drexel (Filadelfia, EE. UU.).
Propiedades únicas del nuevo material
El desarrollo de esta espuma multifuncional se basa en la combinación de alginato, un biopolímero extraído de algas marinas, y MXenes, materiales conductores compuestos por titanio y carbono que poseen características similares al grafeno. Según Bernd Wicklein, primer autor del estudio e investigador en el ICMM-CSIC, “el objetivo era investigar cómo la porosidad influye en la generación de carga eléctrica y en el aislamiento térmico”.
Diseñada en forma de espuma para maximizar sus propiedades físicas, este nuevo material es ligero y mecánicamente estable. Wicklein destaca que las espumas son ideales para el aislamiento térmico debido a su estructura porosa que atrapa aire y minimiza la conducción del calor. Gracias a los MXenes y al alginato utilizados en su fabricación, estas espumas también son capaces de conducir electricidad.
Un enfoque sostenible para el futuro
Además de sus capacidades eléctricas, las espumas pueden actuar como sistemas de alerta temprana ante incendios cuando están conectadas a circuitos eléctricos. Esto las convierte en una opción prometedora para mejorar la seguridad contra incendios en edificaciones. Los MXenes son descritos por Wicklein como “una familia fascinante” debido a su conductividad eléctrica comparable a metales y sus propiedades catalíticas, ópticas y térmicas.
A pesar del uso generalizado de espumas como aislantes térmicos en construcción, Wicklein señala que muchos materiales convencionales son altamente inflamables y requieren aditivos químicos tóxicos para reducir este riesgo. El uso del alginato biodegradable representa un avance significativo hacia un futuro más seguro y sostenible en la construcción.
“Hemos conseguido un compuesto para construcción que genera electricidad, actúa como elemento protector contra incendios y proporciona aislamiento térmico, lo que permite un ahorro energético considerable”, concluye Wicklein.
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