El grupo de Biotecnología y Tecnología Química de la UCR, BCT Group, pretende convertir materiales comunes en “inteligentes”, utilizando polímeros y nanopartículas magnéticas. El Dr. Érick Castellón, químico e investigador de la institución, lidera el proyecto.
El propósito de la iniciativa es funcionalizar materiales orgánicos: transmitirles propiedades a las fibras vegetales que normalmente no tendrían, como las de los metales.
Mediante la funcionalización, los nuevos materiales combinan los beneficios de las fibras vegetales, como su bajo costo y liviandad, con los de la conductividad y el magnetismo.
Según explicó Castellón, entre los materiales con que experimentan actualmente está la cáscara de piña, el bagazo de caña, el algodón y los residuos de madera. Así, la técnica de funcionalización también daría solución al manejo de desechos vegetales.
Para que la cáscara de piña conduzca la electricidad, esta se recubre con polímeros (cadenas largas de moléculas pequeñas). La estructura de los polímeros hace que el material sea capaz de transmitir una corriente eléctrica, como cualquier otro metal.
La conductividad lograda es similar a la de los metales, y en el laboratorio logra completar el circuito que enciende un bombillo rojo, prueba del éxito del procedimiento químico.
En el caso de los materiales magnéticos, con una reacción química denominada precipitación, se los recubre de nanopartículas de óxido de hierro, y luego pueden cargarse positiva o negativamente, según se necesite.
El procedimiento incluye un paso más para superar un último obstáculo: las nanopartículas difieren enormemente de las fibras vegetales en su composición química.
El remedio es utilizar una solución de polisacáridos o azúcares, que logran acoplarse tanto al óxido de hierro como a la fibra vegetal, lo que garantiza la unión.
Una vez más, la prueba es exitosa y sorprendente cuando, al acercarle un imán, el algodón es atraído instantáneamente.
Materiales inteligentes. Cuando la técnica esté más desarrollada, también tendría aplicaciones en la salud, el ambiente y la construcción, entre otros campos.
Los usos para este descubrimiento son de todos los tipos. Una de las que más le llama la atención a Castellón, es la de crear motores mucho más livianos.
Esto lo lograría sustituyendo los cables metálicos por hilos funcionalizados, por ejemplo, para disminuir su peso.
También, un biomaterial magnético con carga positiva descontaminaría el agua con presencia de arsénico, un compuesto químico cargado negativamente.
Además, con madera conductora de electricidad, los muebles podrían tener superficies iluminadas, o que permitan conectarle dispositivos de forma directa y en zonas específicas.
La ropa también se volvería un material inteligente, teniendo la capacidad de iluminar de noche, o pegar insignias con imanes.
Por ejemplo, funcionalizando la madera y el concreto a gran escala, se podría dar fin al uso de los celulares en los centros penintenciarios.
Al magnetizar estos materiales, se podrán levantar edificios que bloqueen la señal de teléfonos celulares, como lo requieren los bancos y cárceles por razones de seguridad.