Prof. Mauricio Pilleux.

Es considerada por muchos como el área que encabezará la próxima revolución tecnológica industrial. Se trata de la nanotecnología, campo de la ingeniería y la ciencia que se dedica a la creación y utilización de todo tipo de materiales, instrumentos y sistemas de tamaños nanométricos (un nanómetro es equivalente a una millonésima de milímetro). Tal ha sido su impacto en las naciones desarrolladas, que el año 2000 el estado norteamericano por considerarlo un sector altamente prioritario, creó la llamada “Iniciativa de Nanotecnología Nacional”, con un fondo estimado de 500 millones de dólares anuales sólo para la investigación.

Los nanomateriales tienen aplicaciones infinitas y prácticamente ningún área se verá ajena a ellos, especialmente la biotecnología, la industria electrónica y la farmacología. En este último caso, se podrán crear remedios muy pequeños que viajen por la sangre y se instalen cómodamente donde se necesita que hagan efecto.

Nuestro país tampoco se queda atrás en esta nueva veta tecnológica, gracias al primer proyecto en relación al tema, que realiza el académico del Instituto de Investigaciones y Ensayes de Materiales de la Universidad de Chile (IDIEM) y Departamento de Ingeniería de Materiales, Prof. Mauricio Pilleux, con el apoyo de la Fundación Andes. A juicio del académico, “en nuestro país se pueden hacer cosas de punta, usando la imaginación, y que no requieren de tanta tecnología, sólo ciertos recursos”. Su línea de investigación es la fabricación de nanopartículas de cobre para la elaboración de polímeros (plásticos) conductores eléctricos.

En este caso las ventajas de usar partículas de estas dimensiones en vez de micropartículas, es que cuando se utilizan estás últimas, un 30% debe corresponder al metal y un 70% al polímero, lo que genera un material duro, frágil y costoso. En cambio, con las nanopartículas se puede reducir el porcentaje de metal hasta en un 5%, lo que es vital para que el polímero siga comportándose como tal, flexible y moldeable, con el valor agregado de que pasa a comportarse también un conductor eléctrico.

El académico explica que con este mecanismo se podrá competir con el polvo de carbón que se utiliza tradicionalmente como conductor eléctrico en polímeros, aunque recientemente han surgido aplicaciones prometedoras con nanotubos de carbón. Así también, resulta más barato que usar polvos de plata, ya que sólo se necesita una pequeña cantidad de nanopartículas para que el plástico se vuelva conductor. “Estamos tratando de ver que tan “malo” o que tan “bueno” puede llegar a ser el cobre y si los resultados no son positivos, determinar cómo podemos mejorar las cualidades adversas”. Hasta el momento el cobre utilizado para el estudio ha sido comprado y debido a que su precio es elevado -3 mil dólares el kilo- es de suma importancia y conveniencia fabricarlo.

Hasta el momento en esta investigación que está en plena fase experimental, y en la que además participan los alumnos de doctorado Mariela Alvarez, Rodrigo Espinoza y Humberto Palza, de magíster Andrés Concha y memorista Jorge Pennaroli, se ha logrado crear nanopolvos de cobre homogéneos de 10 nanómetros de diámetro, con una técnica que fácilmente podría ser escalada a nivel industrial. En una cámara de ultra alto vacío se introduce un gas inerte a baja presión -puede ser nitrógeno o helio- y una vez que se produce esta situación se hace circular una corriente a través de un filamento de tungsteno que está instalado en el interior, calentándolo por sobre los 1.100 ºC, que contiene sobre él un trozo de cobre. Cuando el filamento se calienta, provoca que el cobre se licúe y evapore. El cobre evaporado se deposita como partículas disgregadas en una superficie fría. Este mecanismo da pie para ser aplicado a todo tipo de materiales que puedan manifestar un comportamiento similar.

Lo novedoso de fabricar polímeros conductores es que se trata de un material compuesto flexible, más maleable que los metales, que no necesitan de altas temperaturas para su deformación, lo que genera un ahorro de energía. Así por ejemplo, resultarían una excelente alternativa para la elaboración del apantallamiento de computadores u otros aparatos electrónicos, que necesitan estar recubiertos por un material conductor para evitar que las ondas electromagnéticas interfieran con los circuitos.



La nanotecnología no está restringida por las técnicas de caracterización. Lo que falta por estudiar es el comportamiento de los nanomateriales a esa escala. Como es un campo de reciente explotación es tiempo aún de abarcar áreas aún no trabajadas, como lo que hace este proyecto. Para el Prof. Pilleux, en Chile existe desconocimiento del tema y se debe entender que podemos desarrollar líneas de investigación en este campo.

El estudio, que comenzó a principios del año pasado, ya cuenta entre sus positivos resultados con la fabricación de partículas de cobre y de polímeros conductores. También se ha trabajado con la Comisión chilena de Energía nuclear, utilizando radiación gamma para crear polímeros con ella. Para el académico la importancia de todo lo realizado radica en que es posible realizar “investigación de punta en un área de punta como la nanotecnología, además de representar un nuevo campo de aplicación del cobre”.

El grupo investigador ve como promisorio el estudio de otro tipo de nanopartículas, para definir sus cualidades y si actúan favorablemente para mejorar las propiedades mecánicas de otro material, o bien, como relleno conductor en un material que no lo es. Por eso pretenden hacer aleaciones, para, por ejemplo, observar y determinar la utilidad del resultado que surge de la mezcla íntima a nivel nanométrico entre polvos de plata y de cobre.

A juicio del Prof. Mauricio Pilleux “quizás, el siguiente paso estaría en hacer el nexo de transferencia tecnológica para la aplicación de los resultados a nivel industrial”. Sin embargo, por ahora, el proyecto sólo contempla la investigación a nivel académico.