Bobinas de cobre en una factoría cordobesa
Ciencia
Investigadores españoles crean un material seis veces más ligero y resistente que el cobre
Estas fibras podrían aplicarse en cables eléctricos aéreos, donde el propio peso del conductor suele ser una limitación importante
Investigadores del Instituto Madrileño de Estudios Avanzados (IMDEA) Materiales han desarrollado por primera vez un proceso de fabricación escalable de fibras de nanotubos de carbono con una conductividad eléctrica comparable a la del cobre y el aluminio, pero con un peso hasta seis veces menor.
El hallazgo, publicado en la revista Science, representa un importante avance para la electrificación de sectores como la aeronáutica, los vehículos eléctricos, los drones y otras aplicaciones que necesitan cableado eléctrico ligero, resistente y eficiente.
La clave del avance ha sido la incorporación de un nuevo agente químico en los nanotubos de carbono, que ha permitido mejorar de forma notable la conductividad eléctrica de estas fibras frente a las versiones desarrolladas hasta ahora.
Desde IMDEA Materiales recuerdan que los nanotubos de carbono han sido considerados durante años como una opción prometedora para fabricar conductores eléctricos gracias a su baja densidad y sus excelentes propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas. Sin embargo, hasta ahora no habían alcanzado el nivel de conductividad necesario para competir de forma real con materiales tradicionales como el cobre.
«Es la primera vez que las fibras de nanotubos de carbono demuestran un rendimiento suficiente como para convertirse en una alternativa industrial real frente a los conductores convencionales», ha explicado Juan José Vilatela, investigador principal de IMDEA Materiales y uno de los autores del estudio.
Durante la investigación, el equipo consiguió producir fibras intercaladas en fase gaseosa con una conductividad de hasta 24,5 MegaSiemens por metro (MS/m) a temperatura ambiente, cerca de la mitad que el cobre, pero con un peso seis veces inferior.
Los investigadores también comprobaron que al dopar fibras de nanotubos de carbono altamente alineadas con tetracloroaluminato (AlCl) se logra multiplicar por más de 17 su conductividad eléctrica. Esto permitió alcanzar una conductividad específica media superior a la del cobre e incluso valores máximos por encima de los del aluminio.
Según Vilatela, este avance resulta especialmente relevante para la electrificación del transporte, tanto en coches eléctricos como en drones o aeronaves, donde reducir peso es fundamental sin renunciar al rendimiento.
Además, los autores destacan que estas fibras podrían aplicarse también en cables eléctricos aéreos, donde el propio peso del conductor suele ser una limitación importante. De hecho, estiman que las fibras dopadas de nanotubos de carbono podrían ser hasta cinco veces más resistentes que los cables convencionales y pesar la mitad.
La investigación se ha desarrollado en colaboración con la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y con investigadores de la Universidad de Zaragoza en el INMA (CSIC-Unizar).
