Un equipo de investigadores de la Universidad de Houston (UH), en Estados Unidos ha conseguido, gracias a la nanotecnología, crear un sistema que permitirá utilizar el plástico barato con el que hoy día se fabrican los CDs y los DVDs para mejorar la electrónica de aeronaves, ordenadores y PDAs, entre otros dispositivos computacionales.
Dirigido por Shay Curran, profesor de física de la UH, el equipo ha demostrado que este plástico – perteneciente al grupo de los policarbonatos – puede llegar a tener propiedades altamente conductoras si se mezcla en la cantidad justa con nanotubos de carbono.
Combinación altamente efectiva
Los policarbonatos son plásticos de fácil manejo y moldeo, muy utilizados en la manufactura moderna. Se trata de polímeros (macromoléculas formadas por moléculas más pequeñas) con propiedades aislantes, de resistencia, dureza y ductilidad, pero que en general son malos conductores eléctricos.
Los nanotubos (estructuras tubulares de diámetro nanométrico) de carbono, por su parte, son una forma alotrópica del carbono cuya estructura se enrolla sobre sí misma.
Según publica la UH en un comunicado, la unión de estos ambos ha producido nanocompuestos altamente conductores de electricidad, lo que supone que el plástico de los CDs haya ganado una nueva y muy útil propiedad.
El logro lo explican detalladamente los científicos en un artículo aparecido en la revista especializada Journal of Applied Physics, del Instituto Americano de Física.
Diversos usos
Según Curran, “aunque las propiedades ópticas y mecánicas de los policarbonatos son muy buenas, estos plásticos no son conductores”. La estrategia seguida por el científico y sus colaboradores para reparar esta carencia consistió en introducir los nanotubos de carbono en el plástico “huésped”.
Curran señala que siendo capaces de ajustar la cantidad de nanotubos que se deben añadir al compuesto, éste puede pasar de tener la conductividad del silicio (un elemento semiconductor) a la que poseen los metales.
Convertir estos plásticos muy baratos en altamente conductores podría beneficiar a la electrónica utilizada en sectores tan diversos como las aeronaves militares o los ordenadores personales, señalan los investigadores.
Por ejemplo, los fallos de los ordenadores a menudo se deben al aumento de las cargas eléctricas o térmicas a las que se ven sometidos. Los compuestos de polímeros y nanotubos introducidos en revestimientos antiestáticos o provistos de un blindaje contra las interferencias electromagnéticas incrementarían el tiempo de vida de los dispositivos computacionales, sean estos ordenadores personales o PDAs.
Aplicados con una tinta
El siguiente paso en la investigación será desarrollar preparados de tinta para pintar con los nanocompuestos de policarbonato diversos componentes eléctricos.
Normalmente, en los aparatos se utilizan láminas de metal para disipar las cargas eléctricas. Una tinta que se pueda pintar para realizar la misma función que dichas láminas ayudaría a aligerar el peso de los dispositivos, lo que hace muy atractiva esta opción especialmente para el sector de la aeronáutica: las aeronaves pasarían a ser más ligeras y, en consecuencia, a consumir menos combustible en sus viajes.
Por esta razón, la investigación de Curran y sus colaboradores ha estado subvencionada por dos ayudas de las Fuerzas Aéreas estadounidenses, que se han interesado por esta tecnología.
Otro elemento clave del trabajo de los investigadores de la UH ha sido que han conseguido que los nanotubos empleados en este policarbonato posean una conductividad incluso mayor que otros nanotubos de carbono tratados con ácido.
Normalmente, los nanotubos son tratados con ácido para limpiarlos y conseguir así una conductividad mayor. Sin embargo, el ácido suele dañarlos y producir en ellos defectos. Curran y su equipo han realizado la limpieza de los nanotubos mediante un “centrifugado”.
Este modo de limpieza supone algo más de tiempo, pero ayuda a incrementar aún más las cualidades conductoras de los nanotubos, explican los científicos.
Otras investigaciones
Coincidiendo con este trabajo, otro grupo de investigación liderado por el profesor Werner Blau, del departamento de física del Trinity College de Dublín, ha publicado recientemente la consecución de resultados similares en el mismo campo.
Según publica la revista ACS Nano, estos científicos prepararon una fina capa de compuesto altamente conductor, a partir de dos polímeros, que también fueron rellenados con nanotubos.
Curran afirma que su grupo en la UH ha logrado niveles de conductividad aún más altos que los obtenidos por Blau y sus colaboradores, pero señala que ambos logros han sido muy exitosos y que, en un futuro, se podrán alcanzar niveles de conductividad mucho más altos.
Según él, aunque todos estos resultados ya son importantes, aún se pueden potenciar mucho más las propiedades conductoras de este tipo de plásticos, si se cuenta con las inversiones en investigación necesarias.