La investigadora de la UVa Beatriz Merillas recibe un premio por su innovadora tesis sobre aerogeles

El aerogel es el material más ligero del mundo gracias a su alta porosidad y tiene multitud de aplicaciones con implicaciones fundamentales para las sociedades contemporáneas. Por ejemplo, son excelentes aislantes térmicos y acústicos permitiendo su uso en la construcción o la industria aeroespacial, su alta superficie específica hace que puedan emplearse en dispositivos de almacenamiento de energía y su capacidad para absorber impactos y vibraciones expande su uso en chalecos antibalas y cascos de protección. También se emplean en la filtración de gases y líquidos, en la captura de contaminantes, y en biomedicina en la liberación controlada de fármacos, ingeniería de tejidos y como sensores. Su aplicación como material aislante en viviendas permitiría reducir las emisiones de dióxido de carbono procedentes del uso de calefacciones y aire acondicionado, y además permitiría la construcción de paredes mucho más finas, potenciando la eficiencia energética y la sostenibilidad. Sin embargo, el uso de aerogeles plantea un problema importante: el coste. Aunque los aerogeles ya se están comercializando, su precio aún es muy elevado. “La decisión de investigar sobre aerogeles en nuestro laboratorio se tomó tras de considerar el enorme interés de estos materiales, la necesidad de seguir investigándolos, y la experiencia previa de CellMat sobre polímeros celulares. Así, a través de mi tesis doctoral se ha desarrollado una nueva línea de investigación en el grupo basada en el desarrollo de aerogeles y materiales basados en aerogel”, explica la investigadora.

Entre los principales logros de este trabajo, supervisado por los profesores Miguel Ángel Rodríguez y Fernando Villafañe, destaca la síntesis de aerogeles de poliuretano (un material mucho más económico y accesible que el de sílice) permitiendo controlar su estructura nanoporosa y así optimizar sus propiedades térmicas y mecánicas, así como conseguir transparencia óptica a la luz visible, una propiedad muy prometedora para, por ejemplo, el uso de estos materiales en ventanas súper aislantes. “Estos aerogeles lograron alcanzar el valor más bajo de conductividad térmica conocida para aerogeles de poliuretano, presentando la mayor capacidad como aislantes térmicos hasta el momento para estos materiales”, explica Beatriz. Por otro lado, la citada investigación ha presentado una novedosa estrategia para mejorar las propiedades (como la conductividad térmica) de estos aerogeles mediante la inclusión de nanotubos de carbono y el desarrollo de espumas reticuladas flexibles con aerogeles de poliuretano. Este enfoque no solo reduce la conductividad térmica, sino que también abre nuevas posibilidades para mejorar otros materiales celulares con aplicaciones industriales.

Adicionalmente, este enfoque también se utilizó para reforzar aerogeles de sílice mediante esqueletos de poliuretano reticulados, logrando un soporte estructural que mejora la estabilidad mecánica de los aerogeles sin comprometer su capacidad aislante, reduciendo así su fragilidad. Esta estrategia supuso la publicación de un novedoso método de refuerzo de estos materiales. Finalmente, Merillas ha investigado también la relación de la estructura de espumas de poliuretano y su capacidad de absorción acústica o de adsorción de nitratos de aguas contaminadas presentando una mejora tanto de eficiencia como de coste frente a otras alternativas.

Los resultados de la tesis galardonada por el Grupo Especializado en Polímeros GEP, de la Real Sociedad Española de Química y la Real Sociedad Española de Física han dado lugar a lugar a 11 publicaciones científicas y numerosas contribuciones a congresos tanto nacionales como internacionales. Además, fue defendida el pasado curso con las menciones de Doctorado Internacional y Cum Laude.