El rápido ritmo del progreso científico es innegablemente emocionante, aunque mantenerse al día con los últimos avances puede resultar abrumador. CAS, con su perspectiva única tanto del panorama científico histórico como del actual, ofrece información valiosa sobre las tendencias emergentes. Recientemente, expertos de Dow y CAS colaboraron para destacar los avances científicos y las tendencias en ciencia de materiales más prometedores que seguiremos de cerca en 2025.
Tendencias clave en ciencia de materiales para 2025
Janet destacó seis tendencias científicas clave en ciencia de materiales del artículo de CAS Insights que marcarán la investigación y la innovación durante el próximo año:
- Metamateriales: Mejora de las comunicaciones inalámbricas y otras aplicaciones.
- Descarbonización de la construcción: Innovaciones en materiales inteligentes para reducir las emisiones globales.
- Aerogeles: Nuevos usos más allá del aislamiento.
- Materiales inteligentes: Mejora del rendimiento, la seguridad y el confort en diversas aplicaciones.
- Bambú: Uso innovador de este material de construcción renovable.
- Tejidos térmicamente adaptables: Mejora del rendimiento en múltiples usos.
Para profundizar en estas tendencias, el Dr. Harold Boone y el Dr. Leighton Jones se unieron a Janet en una amplia mesa redonda que abordó diversos temas relacionados.
Materiales inteligentes en la construcción
Harold explicó que los materiales inteligentes en la construcción son fundamentales para reducir la huella de carbono de los edificios. Mencionó las ventanas termocrómicas que cambian su transparencia según la respuesta térmica, los materiales aislantes y el hormigón autorreparable. Harold destacó la elegancia de la ciencia cuando pasa desapercibida para el usuario común, pero aporta beneficios significativos, como el hormigón autorreparable que utiliza bacterias encapsuladas. Estas bacterias permanecen inactivas hasta que se produce una grieta, lo que activa el proceso de reparación. Este enfoque innovador garantiza la durabilidad a largo plazo y la eficiencia energética en la construcción. Leighton añadió cómo los nanotubos, el grafeno, otros nanocompuestos y ciertos polímeros pueden incorporarse a las formulaciones de hormigón para aumentar su resistencia de fábrica y otras propiedades de resistencia a la tracción mecánica.
Energía solar
Leighton ofreció información sobre su investigación en energía solar. Habló sobre el modelado de las relaciones estructura-propiedad en la fotovoltaica orgánica y la colaboración interdisciplinaria necesaria para producir dispositivos solares eficientes. Leighton compartió su trabajo con un equipo multidisciplinario para sintetizar, fabricar y medir las propiedades eléctricas y ópticas de los dispositivos solares. Explicó cómo la energía solar se ha convertido en una parte fundamental de las redes eléctricas en todo el mundo. También subrayó la importancia de las estrategias para mejorar la eficiencia de conversión de energía, como las propiedades donante-aceptor y el uso de aditivos para mejorar las estructuras semicristalinas.
Soluciones de polímeros sostenibles
Harold explicó que se están estudiando materiales de cambio de fase para el almacenamiento de energía térmica con el fin de mejorar su conductividad y densidad energética. Estos materiales tienen un gran potencial en los centros de datos, que requieren una gran cantidad de energía y refrigeración. Destacó la necesidad de colaboración entre la industria, el mundo académico y el gobierno para alcanzar los objetivos de descarbonización. Harold también mencionó la hoja de ruta del Departamento de Energía para descarbonizar la economía, que exige una amplia colaboración para reducir las emisiones industriales, descarbonizar los edificios y lograr cero emisiones netas para 2050.
Metamateriales
Leighton destacó el potencial de los metamateriales para revolucionar diversas industrias. Señaló algunas aplicaciones fascinantes, como las capas de invisibilidad que pueden hacer que los objetos "desaparezcan". También compartió su potencial para capturar contaminantes y limpiar vertidos de petróleo, señalando que la NASA ya ha utilizado algunos de estos materiales.
Ambos ponentes analizaron la disponibilidad comercial de los metamateriales y sus posibles aplicaciones. Harold clasificó los metamateriales en dos grupos: los que ya están disponibles comercialmente y los que aún se encuentran en una fase incipiente. Mencionó el uso de metamateriales para amortiguar ondas sísmicas en terremotos y en aplicaciones militares para camuflaje y manipulación óptica. Leighton destacó su papel en la tecnología vestible y la monitorización biológica, incluidos materiales que aprovechan la energía ambiental de movimientos cotidianos, como caminar, para alimentar dispositivos como marcapasos.
En definitiva, fue una excelente oportunidad para escuchar un debate profundo e interconectado sobre temas de ciencia de materiales que empezarán a dar resultados en 2025.
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