Desarrollan en Asturias nanoestructuras con las que se podrían crear dispositivos flexibles

• Son nanoestructuras de plata que conducen electricidad
• Pueden hacer más eficiente el funcionamiento de los móviles, entre otros
• La plata es un material más abundante y se puede usar para hacer dispositivos flexibles

Nanoanillo de plata visto en el microscopio electrónico.

Las pantallas de los dispositivos móviles, táctiles y transparentes, están formadas por millones de nanohilos. Es decir, filamentos que no se pueden percibir a simple vista y que se fabrican con metales -como por ejemplo óxido de estaño e indio u óxido de zinc-. 

La fundación de Avilés ITMA Materials Technology ha conseguido crear nanoestructuras de plata que podrían ayudar a que las pantallas de los móviles sean más transparentes, consuman menos batería y que también servirían para crear dispositivos flexibles, entre otros usos. 

Estos filamentos se usan para dar a los materiales la capacidad de ser conductores, ya que las pantallas, aparte de ser transparentes para permitir ver la información, deben ser eléctricamente conductoras para que se puedan transmitir los gestos con los dedos.

Hallazgo de nanoanillos de plata

El hallazgo más novedoso ha sido el de nanoanillos de plata. Como ha explicado a RTVE.es el investigador de ITMA, Luis José Andrés, estos filamentos tienen la longitud del diámetro de un cabello y un grueso de 100 nanómetros -es decir, 1.000 veces más pequeño que el tamaño de un cabello- y surgieron "de casualidad" cuando trabajaban en crear nanohilos más largos y finos.

Es la primera vez que unos investigadores españoles consiguen que estos diminutos hilos se cierren sobre sí mismos formando estructuras cerradas. "Estaba observando en el microscopio electrónico una muestra de los últimos nanohilos que habíamos fabricado cuando vi allí en medio un anillo", ha contado Andrés según recoge UCC+i Ficyt en un comunicado.

Tras buscar en toda la muestra descubrieron más nanoanillos, lo que les llevó a concluir que, bajo determinadas condiciones, los hilos suficientemente largos y finos pueden doblarse hasta que sus dos extremos se encuentren y se cierre el círculo. 

"Al tener esta estructura cerrada, se asegura la conductividad eléctrica sin necesidad de que haya ningún otro hilo, porque el perímetro ya es conductor eléctrico y además la transparencia está asegurada", ha explicado el investigador, quien ha indicado que han registrado la patente,  tanto de la nueva estructura nanométrica como del método para obtenerla.

Ventajas de las nanoestructuras de plata

Asimismo, el equipo se encarga de adaptar estos hallazgos a una producción industrial para que se pueda producir de forma estable y en cantidades adecuadas. Por el momento, dos empresas se han interesado por las nuevas nanoestructuras y han creado un prototipo de dispositivo flexible.

En este sentido, han escalado la producción de forma sistemática hasta conseguir volúmenes de reacción en torno al medio litro, que son billones de billones de nanohilos, mientras que en los procesos de fabricación habituales de las nanoestructuras metálicas los volúmenes de reacción son de 50 ml, ha revelado el investigador.

Actualmente, el material más utilizado para fabricar materiales conductores y transparentes es el óxido de estaño e indio, conocido como ITO por sus siglas en inglés. Pero, según el investigador del equipo de ITMA, David Gómez: “No solo es un inconveniente el hecho de que el indio sea escaso, sino que además, el proceso de fabricación del ITO es costoso y no se puede utilizar para dispositivos que sean flexibles”.

Para describir los nanohilos de plata, Luis José Andrés recurre a la imagen del mikado, el juego que comienza dejando caer numerosos palitos. Si fueran nanohilos, cada uno de los puntos en que cada palito toca a otro sería un contacto eléctrico. Cuanto más largos son los filamentos, más posibilidades hay de que utilizando una cantidad menor de hilos se toquen y creen una red entre ellos que conduzca la corriente eléctrica, consiguiendo una mayor transparencia.

Los nanohilos fabricados en el ITMA tienen hasta 150 micras de largo, si bien la longitud media se sitúa en torno a las 100 micras, y el grosor es de entre  40 y 250 nanómetros. Han conseguido una relación entre longitud y grosor de uno a 1.000,  el mismo aspecto que tendría una varilla de 1 milímetro de diámetro y 1 metro de longitud, mientras que las relaciones habituales en el mercado son de uno a 500.

Más aplicaciones de las nanoestructuras

Las nanoestructuras también permitirían mejorar el rendimiento de las actuales células fotovoltaicas: “Aplicamos los nanohilos en una suspensión, igual que si fuera una pintura, por lo que no sería necesario alterar las células solares”, afirma Luis José Andrés.

Otra posible aplicación de los nanohilos de plata son los espejos de alta reflectividad, utilizados en satélites y generación de energía termosolar: “Nuestros últimos ensayos nos están dando resultados del  96,5% de reflectividad, frente a recubrimientos basados en nanopartículas de plata, desarrollados por el ITMA en los últimos años, donde sólo se alcanzan valores del 95%".

Mientras continúan escalando el proceso de fabricación, los investigadores del ITMA explican que están estudiando posibles técnicas para mejorar la conductividad obtenida, que se encuentra dentro de los valores que alcanza el ITO. Según afirma Andrés: “Al soldar los anillos entre sí conseguimos reducir la resistencia y aumentar la conductividad entre un 30% y un 45%. Otra línea de investigación que ya tenemos en marcha es utilizar la sinergia comprobada entre los nanohilos de plata y el grafeno”.