(Agencias)
Baterías de ánodos de silicio a partir de nanomateriales; nanotubos de carbono reciclables; tejidos y órganos vivos creados en laboratorio… El impacto de los supermateriales en nuestras vidas ya ha comenzado.
La salud es el ámbito donde la evolución de la ciencia e ingeniería de materiales resulta más impactante.
¿Será posible fabricar nuevos órganos artificiales? ¿Serán posibles los implantes que, una vez colocados en nuestro cuerpo, se absorban y al mismo tiempo se regeneren con nuestro propio hueso?
¿Será posible personalizar cualquier implante al límite del diámetro de nuestras arterias? ¿Será posible replicar enfermedades en órganos artificiales para probar tratamientos antes experimentar en seres vivos? ¿Alcanzaremos el sueño de la eterna juventud?
La respuesta es sí. No solo es posible sino que pronto lo veremos.
El equipo del proyecto HUMANeye ha desarrollado y probado un implante corneal con memoria de forma.
Está hecho con nitinol, una aleación de níquel-titanio que ya se utiliza en stents, alambres dentales, tornillos ortopédicos y otros suministros quirúrgicos.
Los resultados de HUMANeye son una puerta abierta a solucionar enfermedades de la córnea, una de las principales causas de ceguera en todo el mundo.
Pero las puertas que se abren con los materiales con memoria de forma van mucho más allá. Se espera que el mercado de aleaciones con memoria de forma crezca a una tasa compuesta anual del 11.2 % de 2022 a 2029.
Un ejemplo innovador de este avance tecnológico se ha presentado en la conferencia Hannover Messe: el primer frigorífico del mundo que se enfría utilizando músculos artificiales hechos de nitinol.
Los implantes de nitinol ya se están fabricando en el laboratorio con una forma personalizada según el paciente gracias a la impresión 3D. Estos implantes se autoexpanden una vez instalados y evitan posteriores tratamientos muchas veces agresivos después de la primera cirugía.
La impresión 4D de los materiales con memoria permite que la pieza fabricada evolucione con el tiempo tanto en forma como en composición. Este revolucionario proceso promete nuevas oportunidades en regeneración de tejidos y cirugías reconstructivas.
La bioimpresión combina células y biomateriales para crear tejidos y órganos vivos que pueden utilizarse para sustituir estructuras dañadas o envejecidas, así como para reemplazar modelos animales en ensayos farmacológicos o en la generación de modelos de enfermedades.
La creación de tejidos artificiales (como tendones bioinspirados) ya es una realidad.
Por fin, los nanomateriales llegarán a la industria con el desarrollo de nuevas baterías y nuevos materiales compuestos.
A partir de nanofibras de silicio, se pueden fabricar ánodos para baterias de Ion-Li con mucha más capacidad de almacenamiento que los ánodos de grafito que se emplean ahora (que además es un material crítico) y requiere muchos más ciclos de recarga.
Estos ánodos se construyen a partir de un producto que es como una hoja de papel y que es ya una realidad que se está fabricando en planta piloto en la iniciativa Floatech del Instituto IMDEA de Materiales.
Pero las innovaciónes en las baterías de Ion-Li van más allá de los materiales que constituyen el ánodo y el cátodo.
El empleo de nanopartículas permite evitar (o amainar) el riesgo de deflagración tanto de los electrolitos como de las carcasas.
También se está avanzando en uno de los problemas considerados “endémicos” de los nanotubos de carbono: su reciclado.
Un trabajo recientemente publicado en la prestigiosa revista Carbon avanza la posibilidad de reciclarlos siguiendo el mismo esquema de una construcción de LEGOⓇ.
Los nanotubos reciclados podrían volver a su estado inicial, como bloques de construcción.
Podrían disolverse y convertirse en soluciones cristalinas líquidas, que luego podrían ser rehilados en una nueva fibra de alta calidad.
Estos avances, como también el desarrollo de polímeros “más” reciclables, abren el futuro a nuevos materiales compuestos que contribuirán, entre otras cosas, a propiciar un sector aeronáutico más sostenible.
Los nanomateriales, además, ayudarán a desarrollar sensores que nos permitan monitorizar cualquier daño estructural que pueda originarse durante el vuelo.
Con todo esto, tendremos aviones más sostenibles y mucho más seguros.
