Diseñar nanomateriales avanzados multicomponente sostenibles
Los nanomateriales multicomponente (MCNM, por sus siglas en inglés) son materiales híbridos avanzados formados por dos o más componentes funcionales, como nanocristales y nanopartículas, o por un nanomaterial con una composición química única modificado por recubrimientos duros o blandos. Grandes sectores industriales como la construcción, la alimentación, la sanidad, la energía, la cosmética y la electrónica están invirtiendo en la investigación, el diseño y el desarrollo tecnológico de estos nuevos y prometedores materiales, que presentan ventajas tecnológicas sin precedentes. Sin embargo, los MCNM plantean considerables desafíos de diseño. Asimismo, debido a la variada toxicidad de los distintos componentes y a las complejas interacciones con los sistemas biológicos y ecológicos, estos productos híbridos también plantean una serie de problemas medioambientales, sanitarios y de seguridad. «Estas preocupaciones se ven magnificadas por la falta de investigación fundamental y de orientaciones normativas que aborden las propiedades únicas de estos materiales avanzados», explica Danail Hristozov, coordinador del proyecto SUNSHINE. El equipo de Hristozov trabajó en el desarrollo de estrategias de seguridad y sostenibilidad desde el diseño (SSbD) para la creación de productos que incorporan nanomateriales multicomponentes.
Conocer los MCNM
El proyecto trabajó en varios estudios de casos concretos de productos MCNM, como materiales para sustituir los retardantes de llama halogenados, materiales nanohíbridos que mejoran la resistencia mecánica de los materiales de construcción, aplicaciones para eliminar gases tóxicos de las fachadas de los edificios, nanoarcillas para envasar cereales antiplagas y revestimientos antiadherentes para sustituir el politetrafluoroetileno en repostería. «El proyecto generó una sólida comprensión de las características de peligro y exposición de estos materiales avanzados, así como del impacto de sus complejas interacciones en los procesos de fabricación y el rendimiento de los productos», afirma Hristozov. Una parte del proyecto SUNSHINE consistió en desarrollar y probar una infraestructura electrónica digital para facilitar la colaboración y el intercambio de información entre los distintos agentes de la cadena de suministro. Ello ofrece una plataforma para reunir todos los conocimientos, herramientas y datos esenciales necesarios para desarrollar y validar estrategias de SSbD para materiales y productos basados en MCNM. A través de SUNSHINE, la infraestructura electrónica se aplicó en los diversos estudios de caso de proyectos en distintas fases de un proceso iterativo, lo que permitió su continuo perfeccionamiento en función de las necesidades de las partes interesadas.
Por una Europa más sostenible
El proyecto SUNSHINE contribuirá significativamente a mejorar la capacidad del sector de la nanotecnología para ofrecer productos innovadores al mercado. «Las estrategias de SSbD garantizarán la seguridad sin comprometer el éxito de la ampliación de las nanotecnologías, lo que acelerará la innovación», señala Hristozov. Algunos MCNM pueden revelar riesgos de seguridad inesperados solo varios años después de su introducción en el mercado, lo que podría dar lugar a futuras normativas de mano dura que podrían dañar la confianza de los consumidores. Al abordar los problemas normativos en las primeras fases de la innovación, el método SUNSHINE llevará al mercado tecnologías basadas en MCNM más seguras, al tiempo que reducirá los costes de I+D del ciclo de vida y de cumplimiento de la normativa. «Eso aumentará directamente la competitividad industrial y el crecimiento económico», añade Hristozov. «El proyecto tendrá un impacto significativo en la sociedad al ofrecer productos de valor añadido más seguros que contribuyen directamente al bienestar de los ciudadanos».
De SUNSHINE a SUNRISE
La prometedora labor de SUNSHINE continuará en un nuevo proyecto, SUNRISE, que se desarrollará hasta finales de 2027. «SUNRISE se basará en nuestros logros para ofrecer un planteamiento de evaluación integrada de las repercusiones sanitarias, medioambientales, sociales y económicas, y lo pondremos a prueba mediante estudios de casos prácticos que representen materiales avanzados de gran relevancia industrial y social», afirma Hristozov.
Palabras clave
SUNSHINE, nanomateriales multicomponentes, híbridos, peligro, funcionales, infraestructura electrónica
