Expertos del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), han desarrollado un innovador método para sintetizar nanopartículas de hierro y níquel destinadas a su uso en nanotintas conductoras.
Este logro, publicado en la prestigiosa revista Advanced Functional Materials, promete revolucionar la industria de la electrónica impresa, ofreciendo una alternativa ecológica y biodegradable a los materiales tradicionales.
El equipo de investigación, liderado por la Dra. Puerto Morales, ha logrado crear nanopartículas de un tamaño que es la millonésima parte de un milímetro, utilizando hierro, níquel y sus aleaciones.
Estos metales, presentes de forma natural en el medio ambiente y en el cuerpo humano, ofrecen una solución única a los desafíos de sostenibilidad que enfrenta la industria electrónica actual.
«Usamos hierro, níquel y sus aleaciones porque son metales biodegradables que están presentes en la naturaleza: desde nuestra propia sangre a la tierra o los alimentos que comemos», explicó la Dra. Morales.
El proyecto HyPElignum, financiado por la Unión Europea, ha sido el marco en el que se ha desarrollado esta innovadora tecnología.
Su objetivo principal es crear componentes electrónicos que se descompongan de forma natural sin dejar residuos tóxicos, abordando así uno de los problemas más acuciantes de la industria tecnológica: la contaminación generada por los desechos electrónicos.
La electrónica impresa, que utiliza tecnología de impresión para crear productos ultrafinos, ligeros, flexibles y de gran superficie, es el campo de aplicación inmediato para estas nuevas nanopartículas.
El Dr. Antonio Santana, otro investigador clave del ICMM, destacó las amplias posibilidades que se abren con estos nuevos materiales magnéticos y conductores.
Indicó que estos avances abren un abanico de posibilidades en aplicaciones como la carga inalámbrica de dispositivos, entre otros.
Una de las ventajas más significativas de utilizar hierro y níquel en lugar de oro o plata, metales tradicionalmente empleados en la electrónica, es su abundancia natural y, por consiguiente, su bajo costo.
Además, los métodos de síntesis desarrollados por el equipo del ICMM son mucho menos contaminantes y energéticamente más eficientes que los procesos utilizados para obtener nanopartículas de metales preciosos.
El desafío principal al trabajar con hierro y níquel ha sido su tendencia a oxidarse, un problema que el equipo ha logrado superar mediante un tratamiento innovador.
Utilizando métodos químicos en suspensión, en agua o alcohol, y aplicando calentamiento por microondas, han conseguido proteger las nanopartículas de la oxidación de manera eficiente y respetuosa con el medio ambiente.
La Dra. Morales enfatizó la eficiencia energética de este proceso. Aseguró que energéticamente es muy eficiente y rápido.
Los resultados obtenidos hasta ahora son prometedores. Las nanopartículas desarrolladas no solo son conductoras, sino también magnéticas, y alcanzan niveles de conductividad óptimos a temperaturas relativamente bajas, no superiores a 220 grados Celsius.
Esto representa una ventaja significativa frente a los materiales tradicionales, que requieren temperaturas mucho más altas para alcanzar niveles similares de conductividad.
El equipo del ICMM ha logrado producir estas nanopartículas de manera consistente y reproducible a escala de laboratorio. Actualmente, la producción se mide en gramos, pero el objetivo a corto plazo es escalar el proceso para una producción industrial.
La Dra. Morales reveló que el objetivo es escalar la producción llevando a cabo la síntesis en un microondas en continuo.
Este avance no solo representa un paso importante hacia una electrónica más sostenible, sino que también abre nuevas vías de investigación en el campo de los materiales biodegradables para aplicaciones tecnológicas.
La capacidad de crear componentes electrónicos que puedan descomponerse de forma natural sin dejar residuos tóxicos podría tener un impacto significativo en la reducción de la huella ambiental de la industria tecnológica.
