Materiales inteligentes para una sociedad inteligente
Las aplicaciones tecnológicas actuales requieren el desarrollo, el tratamiento y la integración de materiales inteligentes con nuevas funcionalidades, como la generación de formas, la autodetección y la autorreparación. «La sociedad inteligente y sostenible en cuya creación trabajamos necesita componentes inteligentes capaces de ser utilizados en distintas aplicaciones», comenta Costas Charitidis, catedrático de Nanotecnología y Nanomecánica en la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Técnica Nacional de Atenas. «Ya sea en el vehículo o en el hogar, los nuevos tipos de materiales inteligentes serán clave para habilitar muchos de los dispositivos del internet de las cosas (IdC) que impulsarán la sociedad». El proyecto SMARTFAN, financiado con fondos europeos, nos ayuda a comprender estos nuevos materiales. «No estamos hablando de un nuevo tipo de compuesto, estamos desarrollando conceptos creativos para componentes y estructuras inteligentes, materiales funcionales capaces de comunicarse e interactuar con el entorno y reaccionar ante él», añade Charitidis.
Empezar con muy poco
El proyecto ha establecido algunos retos muy ambiciosos, que incluyen la creación de materiales que puedan alterar sus propiedades físicas y su forma, junto con estructuras ligeras capaces de proporcionar información en tiempo real sobre sus condiciones de servicio. También se han considerado conceptos de materiales basados en tecnologías bioinspiradas. Sin embargo, para lograr estos grandes objetivos, hay que empezar con poco y, para los investigadores de SMARTFAN, esto significaba empezar con muy poco: con elementos nanométricos. Charitidis explica: «El primer paso fue desarrollar nanomateriales con funcionalidades inteligentes, lo cual sentó las bases para la creación de nanocompuestos. También desarrollamos unos tratamientos de superficie innovadores para fibras de carbono que permitieron la incorporación de nanomateriales de carbono para el encolado funcional». Los distintos socios del proyecto también trabajaron para explotar tecnologías avanzadas de fabricación de compuestos, como la inyección, el moldeado por compresión y la impresión 3D continua de fibras de carbono. Todas ellas se optimizaron plenamente a través de la creación de modelos atomísticos, mesoscópicos, a macroescala y continuos. «Este trabajo puede servir como proyecto para el diseño de estructuras inteligentes y la integración de tecnologías del IdC en arquitecturas inteligentes», añade Charitidis.
La punta del iceberg
Para llevar su trabajo un paso más allá, los socios del proyecto desarrollaron distintos casos de uso para los materiales inteligentes propuestos. Estos incluyen un alerón delantero ligero para coches de carreras, una campana de autodetección para cocinas, un dispositivo de agarre autónomo e inteligente para el sector espacial y estructuras electrónicas con base de nanocarbono para baterías y supercondensadores. «Estos conceptos son solo la punta del iceberg en cuanto a lo que es posible —señala Charitidis—. Además, sirven como punto de partida para el desarrollo de nuevos productos con funcionalidades inteligentes para los sectores automovilístico y de los electrodomésticos». El proyecto ya ha inspirado otros proyectos financiados con fondos europeos, como Repair3D y EURECOMP, para el desarrollo de tecnologías de reciclaje inteligente. Carbo4Power, otro proyecto financiado con fondos europeos, ha aprovechado las tecnologías de SMARTFAN para aplicaciones en la energía marina. «Con 36 publicaciones en revistas con revisión por pares, además de una escuela de formación especializada y varios talleres y conferencias organizados en el marco del proyecto, la repercusión de SMARTFAN no hará más crecer», concluye Charitidis.
Palabras clave
SMARTFAN, materiales inteligentes, nanomateriales, internet de las cosas, IdC, estructuras ligeras, nanocompuestos, fabricación, impresión 3D
