En el capítulo anterior, Ricardo García,
investigador del Instituto de Ciencias de los Materiales del CSIC
nos describió el proyecto Consolider,
en el que actualmente está trabajando.
Esta línea de investigación,
está propiciando el desarrollo de nuevos microscopios de fuerzas
que están consiguiendo imágenes muy precisas
nunca antes alcanzadas del nanomundo.
El avance en este sentido es tal, que además,
esta nueva tecnología está permitiendo palpar
las superficies de los átomos, las proteínas y las moléculas
con resultados realmente sorprendentes.
En el programa de hoy contamos con la colaboración del profesor
José Francisco Fernández Lozano
que nos hablará de otro tema fascinante
dentro de la nanociencia y sin duda poco conocido
como es el desarrollo de materiales cerámicos avanzados
para sistemas inteligentes.
Hola, José Francisco.
Estamos en el magnífico patio del Instituto de Cerámica y Vidrio.
Esto de la nanotecnología, aunque suene muy reciente,
ya hay indicios de que nuestros antepasados
utilizaban algún tipo de nanomaterial,
incluso nanopartículas.
¿Nos puedes poner algunos ejemplos?
Es un aspecto bastante interesante.
El material por excelencia que es nanoparticulado es la arcilla,
y la arcilla fue el primer material que utilizó el hombre,
aquellos homínidos caminando hacia ser seres inteligentes,
consiguieron conformar un material y transformar la materia prima,
hasta entonces habían utilizado herramientas,
pero transformaban y conseguían tener una nueva aplicación
a base de darle calor a la arcilla que es un nanomaterial
y hoy en día hay un resurgir de las aplicaciones
y así orientadas en base al conocimiento de la nanoarcilla.
Otro punto histórico, quizá interesante,
es que cuando los hombres consiguen transformar la materia
y darle un valor añadido muy grande,
lo hacen en base a los nanomateriales.
Es justo en la Edad Media cuando se piensa en la piedra filosofal,
en aquello de transmutar la materia y convertirla en oro,
había alquimistas de la época que en base a experimentaciones,
empíricamente transforman materiales menos nobles
como la plata y el cobre, los incorporan
precisamente a una cerámica,
y generan un recubrimiento que tiene un aspecto dorado,
es igual que el oro, pero no está a base de oro.
Eso está hecho a base de nanopartículas de plata y de cobre,
embebidas en un vidriado de cerámica,
en torno de 100 nanometros, como decíamos,
y el aspecto externo es de oro.
La nanotecnología ha estado marcando
alguno de los hitos más importantes de la humanidad
y ahora es toda una ciencia emergente y realidad.
Una de las grandes necesidades que hay hoy en día,
tienen que ver algunas con la salud, otras con el transporte,
pero hay una acuciante que es el tema de la energía.
¿Cómo piensas que puede influenciar la nanotecnología
en el tema energético?
La nanotecnología en el tema energético
entra en distintos niveles,
desde aligerar los materiales, hacerlos más resistentes y duraderos,
un vehículo con menos carga como un avión que pesa menos,
consume menos energía,
esa es una de las aplicaciones que ya existen hoy en día,
pero además, al llegar a la nanoescala
se producen algunos fenómenos físico-químicos
que nos permiten obtener energías limpias de una forma más eficiente,
más económica y, sobre todo,
sostenible y medioambientalmente no agresiva.
Una de las forma de ahorrar es mediante aligeramiento
¿qué tipo de materiales o estrategias hay para aligerar
basadas en nanotecnología?
El mundo del refuerzo de materiales conocidos, como pueden ser polímeros,
o metales, o incluso cerámica, es un mundo muy amplio.
Relacionado con cerámica
y por enlazar con la parte de nanoarcillas,
las nanoarcillas hoy se han adaptado o modificado para incorporarse,
por ejemplo, a estructuras de polímeros.
Se consigue reducir el volumen a menos de la mitad
con las mismas prestaciones.
Puedes conseguir la mitad de recursos
para tener desde el punto de vista mecánico las mismas prestaciones.
Los científicos luego se enfocan mucho en una actividad
porque no pueden cubrir todo
¿en qué es en lo que trabajáis en vuestro laboratorio en concreto?
En nuestro laboratorio en concreto, utilizamos la nanotecnología,
fundamentalmente nanopartículas,
para hacer algo que hace unos años parecía una especie de sueño.
Es dotar de funcionalidades, darle función a aquellas cosas
que ya utilizamos habitualmente.
En todas las casas hay azulejos, hay sanitarios, hay vajillas,
hay toda una serie de elementos de la construcción
con los que vivimos habitualmente, y bueno, están ahí.
Si les podemos dar ciertas funciones podemos conseguir que tengan,
aparte de un valor añadido, una mejor eficiencia.
Una cosa muy sencilla e ilustrativa,
con nanoestructuras conseguimos que los azulejos repelan el agua,
que no se quede el agua pegada.
Entonces cuando te duchas por la mañana se queda toda la ducha
llena de agua y hay que hacer un proceso de limpieza y demás.
Si el agua se escurre se queda autolimpio.
Si además esas superficies tienen capacidad bactericida,
son capaces de eliminar las bacterias,
estarían higiénicamente limpios.
En el caso de los sanitarios todo el mundo lo entiende perfectamente,
todo el mundo ha entrado en un baño que no es el de tu casa
y dice: "esto que sucio está,
qué miedo da estar aquí en sitios públicos".
Tienes elementos que son capaces de autodesinfectarse
y eso lo estamos haciendo con nanotecnología.
Tenemos patentes que están, en ese sentido,
iniciando la andadura en el mercado.
Si tus soportes cerámicos son capaces de descontaminar
el aire que estás respirando, eliminar los volátiles orgánicos,
reducir la tasa de mx que generas, es una cosa que estamos haciendo.
¿En qué nos basamos?
En entender la materia en la nanoescala.
Una vez que la entendemos, el siguiente gran reto
es saber cómo somos capaces de escalar,
de utilizar esos materiales en gran escala.
En los laboratorios se hace investigación generalmente
en el entorno en que gramos son cantidades ya grandes,
estamos hablando de miligramos, de milésimas de gramo.
Trabajamos mucho en este centro
para escalar esos miligramos a toneladas
y cuando están en toneladas utilizarlos de forma masiva.
El gran reto, además de entenderlos y poder utilizarlos,
es hacerlo de forma nanosegura.
Las nanopartículas tienen muchas ventajas,
pero se pueden volver en inconvenientes.
Hace 20 años,
la producción de nanopartículas y utilización era muy pequeña,
muy escasa.
Hoy en día, por ejemplo, se están produciendo anualmente
más de 4.000 toneladas de nanopartículas para cosméticos,
para protectores solares.
Esas nanopartículas, después de utilizarse,
se quedan libres,
¿y qué va a pasar en el futuro
cuando tengamos tantas nanopartículas,
tan utilizadas, cómo afectan al medio ambiente?
Hoy, ya hemos aprendido de errores del pasado,
estamos en la fase de utilizarlas y saber cómo prevenir.
Una de las patentes del grupo, del Instituto de Cerámica,
consiste en esas nanopartículas, en vez de dejarlas libres,
sujetarlas, anclarlas en micropartículas
para poder utilizarlas de forma eficiente y que no sean agresivas,
pero que se mantengan las propiedades de utilización.
Básicamente todo nuestro trabajo está orientado en esa dirección.
Has hablado de temas de transferencia
en cuanto que generáis patentes
y me consta que luego os habéis puesto el traje y la corbata
y os habéis lanzado a montar empresas.
Empresas que son spin off,
en este caso, de la institución del CSIC.
¿Cómo se lanza un investigador a montar una empresa?
Para poder entenderlo primero hay que hablar
de las patentes y las transferencias.
El grupo de trabajo en este momento
tiene una financiación superior al 85% directamente de las empresas
que nos contratan nuevos desarrollos para poner productos en el mercado.
En los últimos cuatro años tenemos 12 patentes generadas,
lo que significa algo totalmente nuevo en la técnica
y que hemos transferido y licenciado a las empresas,
y las empresas están trabajando para llevarlas.
Pero algunas veces ocurre que hay investigaciones
que son demasiado anticipadas
a lo que el mercado es capaz de absorber.
Eso nos ocurrió con el asunto
de las nanopartículas ancladas sobre micropartículas.
El mercado, y estamos muy bien conectados con el mundo industrial,
no visualizaba cuál era el beneficio,
el potencial, técnicamente sí, pero económico a la larga.
Cuando hay algo que es demasiado nuevo,
se necesita más tiempo para desarrollarse
y eso es lo que nos animó
a que si no hay empresa en este momento
para poder aprovechar esta investigación
obviamente lo que hay que hacer es crear una empresa para lanzarla.
Hay que decir que los investigadores estamos para investigar,
no para generar empresas,
son como dos trajes que no puedes llevar.
Tuvimos la gran suerte de encontrarnos
con un grupo de jóvenes empresarios
que se dedican a ayudar a montar empresas de alta tecnología.
Entonces, seguimos trabajando en nuestra parte de investigación
y hay gente que se dedica a lanzar,
a hacer crecer este tipo de iniciativas.
Has hablado de que todavía hay sectores productivos
que la incorporación de la nanotecnología
no la ven clara o necesitan un predesarrollo más amplio.
¿Cómo piensas que las empresas españolas se pueden beneficiar
de la incorporación de la nanotecnología en España,
en qué sectores va a ser relevante la nanotecnología?
Un ejemplo muy claro
de lo que significa la nanotecnología para un sector:
el sector de la construcción está profundamente deprimido,
como todos conocemos, sin embargo,
la incorporación de nanotecnología
para decoración de azulejos cerámicos,
lo que son los colores, lo que habitualmente vemos,
se ha realizado prácticamente entre los 10, 15 últimos años.
La eclosión los últimos cinco años.
Hoy en día los azulejos no se decoran por métodos tradicionales,
se decoran empleando nanopartículas con nanotecnología
y empleando lo que todos conocemos como impresoras láser,
como las impresoras de los laboratorios de las casas
que imprimen tu hojita, también imprimen las cerámicas.
Eso se hace con nanotecnología.
La parte del sector que está sobreviviendo y que está exportando
funciona porque ha sido capaz
de desarrollar esa tecnología y de incorporarla.
Tenemos un valor añadido,
una posibilidad de estar en los materiales de mañana,
producidos y en este caso por empresas españolas
que están muy afectadas por todo este tema actual,
pero que han encontrado una forma de afrontar
con imaginación, con investigación.
El modelo es exactamente exportable a todo el resto de sectores.
Donde se hace un material, donde se manufacturan materiales,
se puede incorporar nanotecnología para tener mejores materiales,
más eficientes, más económicos, y sobre todo ser competitivos,
que al fin y al cabo es lo que precisan esos famosos mercados.
Esperemos que así sea,
a ver si podemos incorporar y mejorar nuestra competitividad
en base a la nanotecnología,
y no al modelo del chiringuito del casino
que es lo que nos tiene a todos muy preocupados.
Muchas gracias José Francisco por estar con nosotros.
Muchas gracias.
En el próximo capítulo contaremos con la colaboración de Mónica Luna,
investigadora científica
del Instituto de Microelectrónica del CSIC
que nos comentará aspectos fundamentales del desarrollo
de la nanociencia y la nanotecnología en España,
así como temas más concretos
sobre microscopías de fuerzas atómicas.
No os lo perdáis, os esperamos.