Investigadores crean un material basado en algas marinas capaz de generar electricidad y prevenir incendios

La ciencia también avanza para lograr soluciones sostenibles para la construcción. Así lo ha constatado el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM) del CSIC que, junto con instituciones internacionales, ha desarrollado una espuma que reúne propiedades de conductividad eléctrica, aislamiento térmico y capacidad ignífuga, al combinar un compuesto biodegradable proveniente de las algas marinas con un material conductor similar al grafeno.

La calefacción y refrigeración de los edificios consumen aproximadamente el 25% de la energía que se utiliza en todo el mundo, informan desde el CSIC en un comunicado, una cifra a la que se suma el gasto energético relacionado con la fabricación de los aislantes para construcción. De ahí la importancia, destacan, de desarrollar un material capaz de aislar térmicamente una casa, de generar electricidad para iluminarla y, al mismo tiempo, de prevenir posibles incendios: “Supone un avance clave para reducir el consumo energético global”. “Nuestro objetivo al diseñar la espuma era investigar cómo la porosidad influye en la generación de carga eléctrica y, por otro lado, en el aislamiento térmico”, aclara Bernd Wicklein, primer autor del trabajo e investigador en el ICMM-CSIC.

Diseñarlo en forma de espuma, explican, permite “aprovechar las propiedades físicas que le confieren sus poros”, ya que son ligeras y mecánicamente muy estables y, a la vez, tienen cualidades de aislamiento térmico, explica el investigador, que señala que han conseguido que sean conductoras gracias a fabricarlas con los mencionados MXenes y el alginato, un biopolímero que, de hecho, ya se usa para la generación de energía. Además, cuando estas espumas están conectadas a sistemas eléctricos pueden dar alerta de inicio de fuego, lo que las hace un elemento de protección contra incendios.

Material biodegradable

Los MXenes son unos compuestos que presentan conductividad eléctrica similar a la de los metales, pero también pueden dispersarse en agua y exhiben propiedades catalíticas, ópticas y térmicas de interés, explican. Su estructura bidimensional, formada por láminas ultrafinas de uno o dos nanómetros de grosor les confiere una flexibilidad mecánica notable.

Las espumas, por otro lado, se emplean habitualmente en la construcción como aislantes térmicos debido a su estructura celular, que atrapa aire y reduce la transferencia de calor. Sin embargo, recuerda Wicklein, la mayoría de los materiales aislantes utilizados en la construcción son altamente inflamables, lo que obliga a añadirles compuestos químicos retardantes que resultan tóxicos. “El uso de alginato, completamente biodegradable, permite evitar estos aditivos, lo que representa un avance en términos de sostenibilidad y seguridad”, indica.

En el estudio, publicado en la revista Nanoscale Horizons y que marca un primer paso hacia la integración de materiales multifuncionales en la construcción, también han participado investigadores del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea, de la Universidad Politécnica de Turín (Italia) y de la Universidad Drexel (Estados Unidos).