Un equipo internacional de investigadores, en el que participa el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha creado una espuma multifuncional que combina aislamiento térmico, conductividad eléctrica y propiedades ignífugas. La investigación plantea una solución sostenible al elevado consumo energético de la construcción, ya que la calefacción y refrigeración de edificios representa cerca del 25% de la energía que se utiliza en todo el mundo.
El avance se basa en la combinación de un compuesto biodegradable derivado de algas marinas con un material conductor similar al grafeno. El nuevo material no solo permite reducir el consumo energético mediante aislamiento térmico, sino que también puede generar electricidad y detectar el inicio de incendios.
Material de construcción seguro, eficiente y sostenible
La espuma desarrollada se consigue a partir de alginato, que proviene de las algas marinas, y MXene, un material formado principalmente por titanio y carbono. Los investigadores querían entender en qué medida la estructura porosa del material resultante puede influir tanto en la generación de flujo eléctrico como en su capacidad de aislamiento térmico. La idea era crear una espuma ligera que mantuviera la firmeza y, al mismo tiempo, sirviera de barrera al calor.
Gracias a la estructura de los poros, el material atrapa aire, lo que detiene la transmisión de calor, convirtiéndolo en un excelente aislante. Además, los MXenes permiten que la espuma conduzca electricidad. El alginato, además de ser biodegradable, ya se ha empleado en algunas aplicaciones de generación eléctrica. Asimismo, al conectar la espuma a sistemas eléctricos, puede detectar el inicio de un incendio, sirviendo de elemento de protección en caso de fuego.
Los MXenes constituyen una familia de materiales que han despertado gran interés por su versatilidad. No solo se comportan como si fueran metales en cuanto a su conductividad, sino que también presentan propiedades útiles para la catálisis y la óptica. Se trata de láminas muy delgadas, de solo uno o dos nanómetros de grosor. Esta forma tan fina les aporta una gran flexibilidad y diversas aplicaciones posibles.
En el campo de la construcción, las espumas se han usado tradicionalmente para el aislamiento porque su estructura interna atrapa aire. Sin embargo, uno de los principales riesgos de estos materiales es su alta inflamabilidad. Para reducir este riesgo, normalmente se añaden componentes químicos que pueden resultar tóxicos. Lo que diferencia a la nueva espuma es que, al emplear alginato biodegradable, evita la necesidad de estos aditivos, haciendo que el material final sea menos dañino para la salud y el medioambiente.
El desarrollo de este material muestra que es posible avanzar hacia soluciones en la construcción que sean más seguras, eficientes y sostenibles, y que integren varias funciones esenciales en un solo componente.