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Centro de Investigación Científica de Yucatán

Sensores de temperatura con nanomateriales

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Imagina poder saber por qué falla y dónde se encuentra el daño de una pieza o dispositivo del vehículo donde te transportas, o bien, de un instrumento que utilices a diario, pese a que la falla ocurra dentro del material y sea imperceptible al ojo humano. Esto es posible: cientos de dispositivos lo han logrado con la introducción de los nanomateriales y la nanotecnología en diversos campos de la ciencia, como la ingeniería de materiales, la medicina, la electrónica, la computación, la biotecnología y los cosméticos, entre otras.

El término “nano” se refiere a objetos medidos en nanómetros (nm), es decir, una milmillonésima parte de un metro. Para dimensionar esta escala, pensemos en que una hoja de papel tiene alrededor de 100 nm de espesor, o un cabello que mide alrededor de 30 nm. En esta escala, es posible trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos, y brinda la posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas, conocidos como dispositivos nanoelectromecánicos.

El avance de la tecnología y las exigencias en materia de calidad y eficiencia de los dispositivos han impulsado a los científicos a generar nueva tecnología basada en escalas nanométricas para diversas aplicaciones. En Yucatán, un grupo de investigación de la Unidad de Materiales del Centro de Investigación Científica de Yucatán, A.C. (CICY) trabaja en proyectos relacionados con materiales inteligentes multifuncionales con aplicaciones sensoriales, donde se incluyen materiales nanométricos en polímeros (plásticos) en escalas más manejables para el ser humano.

El doctor Francis Avilés Cetina, investigador de dicha Unidad del CICY, comentó que actualmente se busca desarrollar prototipos de sensores de temperatura a partir de polímeros modificados con nanotubos de carbono, que tendrían aplicación en el sector automotriz, dispositivos móviles, ropa y textiles inteligentes, así como pantallas táctiles flexibles, sensores que serán capaces de identificar la temperatura de sus componentes tomando ventaja de las nanoestructuras de carbono; además del sensado de temperatura, con esta tecnología, incluso, los mismos dispositivos podrían identificar su propio daño, por ejemplo, en las turbinas eólicas y en partes de automóviles.

El científico explicó que algunos nanomateriales son naturales, mientras que otros se producen y/o son modificados mediante procesos químicos o físicoquímicos. Además, detalló la estructura de los materiales con los que mayormente trabaja, las nanoestructuras de carbono, que pueden formar fulerenos (estructuras de tipo esférico), grafenos (hojas planas) o nanotubos (cilindros huecos).

También destacó que la Unidad de Materiales del CICY trabaja de forma permanente en generar conocimiento y nueva tecnología, con la intención de transferir los proyectos de investigación a la industria. Además, el CICY cuenta con tecnología de punta en cuanto a equipamiento en el área de caracterización de nanomateriales; por el ejemplo, el equipo Raman-AFM es un microscopio que se adquirió recientemente a través de un proyecto financiado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), para proporcionar servicio a la academia, investigación e industria del sur-sureste del país.

El equipo es capaz de proporcionar “huellas dactilares” físicoquímicas de los nanomateriales, así como información sobre su topografía y rugosidad en escala nanométrica. Además, tiene la particularidad de poder utilizar ambas técnicas (espectroscopía Raman y microscopía de fuerza atómica) para analizar el mismo punto, lo que lo hace particular en el país y el mundo.

El doctor Avilés Cetina reiteró que el trabajo con materiales inteligentes ha traído multifuncionalidad, interés e innovación en diversas áreas del conocimiento, principalmente porque estos materiales pueden realizar más de una función al mismo tiempo; por ejemplo, pueden proporcionar refuerzo mecánico, a la vez que conducen electricidad, para evitar descargas electrostáticas o sensar su propio daño. Esta tendencia multifuncional marca el surgimiento de nuevas industrias en el área de materiales y, probablemente, en la sociedad misma. (JCDO / Comunicación Institucional CICY)


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