El rápido progreso científico es sin duda emocionante, pero mantenerse al día de los últimos avances puede resultar abrumador. CAS, con su perspectiva única sobre el panorama científico actual e histórico, ofrece información muy valiosa sobre las tendencias emergentes. Recientemente, expertos de Dow y CAS han colaborado para destacar los avances científicos y las tendencias más prometedoras en ciencia de materiales que esperamos seguir 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 influirán en la investigación y la innovación durante el próximo año:
- Metamateriales: mejora de las comunicaciones inalámbricas y otras aplicaciones.
- Descarbonización de la construcción de edificios: innovaciones en materiales inteligentes para reducir las emisiones globales.
- Aerogeles: nuevos usos además del aislamiento.
- Materiales inteligentes: mejora del rendimiento, la seguridad y la comodidad en diversas aplicaciones.
- Bambú: utilización de este material de construcción renovable de formas innovadoras.
- Tejidos termoadaptables: mejora del rendimiento en múltiples usos.
Para profundizar en estas tendencias, el Dr. Harold Boone y el Dr. Leighton Jones se sumaron a Janet en una mesa redonda en la que se abordaron diversos temas relacionados.
Materiales inteligentes en la construcción
Harold explicó que los materiales inteligentes en la construcción son esenciales para reducir la huella de carbono de los edificios. Mencionó las ventanas termocrómicas que cambian su transparencia en función de las respuestas térmicas, los materiales aislantes y el hormigón autorreparable. Harold destacó la elegancia de la ciencia cuando pasa desapercibida para el usuario común, pero proporciona beneficios significativos, como el hormigón autorreparable que utiliza bacterias encapsuladas. Estas bacterias permanecen inactivas hasta que se produce una grieta, lo que desencadena el proceso de reparación. Este enfoque innovador garantiza la durabilidad a largo plazo y la eficiencia energética en la construcción. Leighton añadió que los nanotubos, el grafeno, otros nanocompuestos y ciertos polímeros pueden incorporarse a las formulaciones del hormigón para aumentar su resistencia en fábrica y otras propiedades mecánicas de resistencia a la tracción.
Energía solar
Leighton ofreció información sobre su investigación en energía solar. Habló sobre la modelización de las relaciones entre la estructura y las propiedades en la energía fotovoltaica orgánica y la colaboración interdisciplinar necesaria para producir dispositivos solares eficientes. Leighton compartió su trabajo con un equipo multidisciplinar para sintetizar, fabricar y medir las propiedades eléctricas y ópticas de los dispositivos solares. Explicó que la energía solar se ha convertido en parte importante de las redes energéticas de todo el mundo. También destacó la importancia de las estrategias para mejorar la eficiencia de la conversión de energía, como las propiedades donante-aceptor y el uso de aditivos para mejorar las estructuras semicristalinas.
Soluciones poliméricas sostenibles
Harold explicó que se están estudiando materiales de transferencia 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 grandes volúmenes de energía y refrigeración. Hizo hincapié en la necesidad de colaboración entre la industria, el mundo académico y la administración para lograr 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 alcanzar las emisiones de cero neto para 2050.
Metamateriales
Leighton destacó el potencial de los metamateriales para revolucionar diversas industrias. Destacó algunas aplicaciones fascinantes, como las capas de invisibilidad que pueden hacer «desaparecer» objetos. También habló de su potencial para eliminar contaminantes y limpiar vertidos de petróleo, señalando que la NASA ya había utilizado algunos de estos materiales.
Ambos panelistas debatieron sobre la disponibilidad comercial de los metamateriales y sus posibles aplicaciones. Harold clasificó los metamateriales en dos grupos: los que están disponibles comercialmente y los que aún se encuentran en fase incipiente. Mencionó el uso de los metamateriales para amortiguar las ondas sísmicas en terremotos y en aplicaciones militares para el camuflaje y la manipulación óptica. Leighton destacó su papel en la tecnología portátil y la monitorización biológica, incluidos los materiales que recogen la energía ambiental de los movimientos cotidianos, como caminar, para alimentar dispositivos como marcapasos.
En definitiva, fue una gran oportunidad para escuchar un debate profundo e interrelacionado sobre temas de ciencia de materiales, que darán sus frutos en 2025.
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