Un equipo internacional con participación del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), del CSIC, logró desarrollar un material innovador con propiedades hasta ahora difíciles de reunir en un solo compuesto: conductividad eléctrica, aislamiento térmico y resistencia al fuego. La clave está en una espuma multifuncional elaborada con alginato —un biopolímero obtenido de algas marinas— y un compuesto conductor de alta tecnología conocido como MXene, similar al grafeno.
El avance, publicado en la revista Nanoscale Horizons, abre nuevas posibilidades para la construcción de viviendas energéticamente eficientes y más seguras. En el estudio colaboran también instituciones de Corea del Sur, Italia y Estados Unidos.
Una solución ecológica y eficiente para la construcción
Actualmente, la calefacción y refrigeración de los edificios representa cerca del 25% del consumo energético global. A eso se suma el alto impacto ambiental que tiene la producción de materiales aislantes convencionales, muchos de ellos inflamables y con aditivos tóxicos. Frente a este escenario, el nuevo material representa una alternativa sustentable y de alto rendimiento: permite reducir el gasto energético, prevenir incendios y, además, generar electricidad.
“El diseño en forma de espuma nos permite aprovechar al máximo sus propiedades físicas. Son ligeras, resistentes y excelentes aislantes térmicos”, explica Bernd Wicklein, investigador del ICMM-CSIC y autor principal del estudio. Gracias a su porosidad, las espumas atrapan aire y disminuyen la transferencia de calor, mientras que el uso de MXenes les entrega la capacidad de conducir electricidad y reaccionar ante el calor extremo.
Tecnología inspirada en la naturaleza
Los MXenes son materiales formados por capas ultrafinas de titanio y carbono —del orden de uno o dos nanómetros de espesor— que combinan propiedades metálicas con otras características únicas: se dispersan en agua, tienen gran flexibilidad mecánica y destacan por sus capacidades térmicas, ópticas y catalíticas.
Por su parte, el alginato es un biopolímero biodegradable, extraído de algas marinas, que ya se emplea en tecnologías de generación de energía. En esta investigación, su uso permite reemplazar los aditivos químicos tóxicos que suelen añadirse a las espumas aislantes para evitar que sean inflamables.
Más allá del laboratorio
Además de sus propiedades aislantes y conductoras, este material puede alertar sobre la presencia de fuego cuando está conectado a sistemas eléctricos, actuando como un sensor de seguridad. Esto lo convierte en un potencial aliado en la prevención de incendios en entornos urbanos y rurales, especialmente en el contexto del cambio climático y el aumento de eventos extremos.
“Hemos logrado crear un compuesto para la construcción que no solo es eficiente desde el punto de vista energético, sino que también es seguro, sostenible y multifuncional”, concluye Wicklein.
