Científicos procuran acelerar el descubrimiento y el desarrollo de nuevos materiales

Los avances se dieron a conocer en un encuentro internacional del área. Un director de la FAPESP fue uno de los coordinadores del evento

Por Elton Alisson

Agência FAPESP – Un grupo integrado por más de 6.200 científicos y estudiantes de posgrado de las áreas de Física, Química, Ingeniería, Matemática y Biología, entre otras, procedentes de diversos países –Brasil inclusive–, se reunió entre los días 30 de noviembre y 5 de diciembre en Boston, Estados Unidos, para debatir los más recientes avances en Ciencia e Ingeniería de Materiales.

Los investigadores participaron en el encuentro “Material Research Society Fall Meeting”, realizado por la Materials Research Society (MRS), una organización internacional con sede en Estados Unidos que congrega a más de 16 mil estudiosos del área de Ciencia de Materiales de 80 países.

La programación científica del encuentro anual estuvo compuesta por 52 simposios sobre cinco temas: biomateriales, nanomateriales, electrónica y fotónica, energía y sostenibilidad y teoría y modelado.

El director presidente del Consejo Técnico Administrativo (CTA) de la FAPESP y profesor titular de la Universidade Estadual Paulista (Unesp) de Araraquara, José Arana Varela, fue uno de los coordinadores del evento, junto Husam Alshareef, de la King Abdullah University of Science and Technology de Arabia Saudita; Amit Goyal, del Oak Ridge National Laboratory de Estados Unidos; Gerardo Morell, de la Universidad de Puerto Rico, y In Kyeong Yoo, del Samsung Advanced Institute of Technology de Corea del Sur.

“Se presentaron más de 6 mil trabajos científicos: fueron más de 3.300 ponencias orales y alrededor de 3 mil presentaciones de pósteres”, afirmó Arana Varela.

Algunas de las presentaciones estuvieron a cargo de investigadores y estudiantes de posgrado del Centro de Desarrollo de Materiales Funcionales (CDMF) –uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (CEPIDs) que cuentan con el apoyo de la FAPESP.

Uno de los principales científicos participantes en el encuentro fue Hiroshi Amano, docente de la Universidad de Nagoya, Japón, laureado con el Premio Nobel de Física este año por sus investigaciones sobre diodos emisores de luz (LED, por sus siglas en inglés).

Amano dictó un curso para estudiantes de pregrado y posgrado sobre materiales y dispositivos para optoelectrónica (aparatos electrónicos que suministran, detectan y controlan luz).

En tanto, en la sesión plenaria de apertura del encuentro el disertante fue Hyuk Chang, vicepresidente del Samsung Advanced Institute of Technology y director del centro de investigaciones en materiales de dicha empresa de tecnología surcoreana.

En su conferencia, Chang sostuvo que los materiales descubiertos en las últimas décadas permitieron el desarrollo de diversos dispositivos electrónicos, tales como monitores y televisores de cristal líquido (LCD) y celulares con baterías recargables mediante el empleo de óxido de litio o electrolitos orgánicos.

Con todo, en la actual era de la tecnología digital y de la información, las innovaciones en materiales no han acompañado con igual rapidez la evolución de los productos electrónicos, comparó Chang.

A su juicio, es necesario sincronizar mejor el proceso de desarrollo tecnológico de los nuevos materiales con el de los dispositivos electrónicos e intensificar la búsqueda de materiales que contemplen las necesidades tecnológicas actuales, tales como los semiconductores orgánicos e inorgánicos, los nanomateriales y materiales de filmes ópticos para pantallas de televisión.

“La idea de invitar a Hyuk Chang para la sesión plenaria de apertura del encuentro se orientó a él pudiese hablar sobre las estrategias que las grandes empresas del sector electrónico están implementando para crear o innovar en dispositivos o productos”, dijo Arana Varela.

El proyecto Materials Genome Initiative

Con el fin de duplicar el ritmo de descubrimientos, desarrollo y fabricación de nuevos materiales avanzados, el gobierno de Estados Unidos lanzó en 2012 un proyecto denominado Materials Genome Initiative.

Algunos detalles del proyecto –financiado por los Departamentos de Energía y de Defensa, por la National Science Foundation (NSF) y por el National Institute of Standards and Technology (Nist) de Estados Unidos– los dieron a conocer durante el evento los representantes de las instituciones, en una sesión en forma de mesa redonda denominada “Simposio X”.

“Llevamos a representantes del proyecto Materials Genome Initiative al evento con el fin de discutir con la comunidad de investigación en Ciencia e Ingeniería de Materiales los objetivos de esa iniciativa”, dijo Arana Varela.

Inspirada en el esfuerzo del Proyecto Genoma Humano, que ayudó a identificar y descifrar más rápidamente los bloques de construcción básicos del código genético humano, esta iniciativa financia el desarrollo de herramientas informáticas, software, nuevos métodos de caracterización de materiales, normas y bancos de datos abiertos para que el proceso de descubrimiento y desarrollo de materiales avanzados se torne más rápido, más barato y más previsible.

Para lograr estos objetivos, el gobierno estadounidense ha invertido 250 millones de dólares en la construcción de centros de investigación de excelencia con enfoque en el desarrollo de materiales avanzados en campos emergentes, tales como biomateriales, materiales fotovoltaicos orgánicos, cerámicas avanzadas, aleaciones de polímeros y nuevos metales para aplicaciones estructurales.

Los proyectos que cuentan con el apoyo de esta iniciativa implican la participación de más de 500 científicos actuantes en universidades, instituciones de investigación, empresas y laboratorios nacionales de Estados Unidos, según informaron los representantes del proyecto en el encuentro.

“Uno de los objetivos de esta iniciativa consiste en incentivar la integración de científicos que se encargan de la parte experimental con los teóricos que realizan las simulaciones de los materiales y con ingenieros de empresas, de manera tal de trabajar en el mismo proyecto en tiempo real para acelerar el desarrollo de nuevos materiales y tecnologías. La idea es que todos los actores trabajen juntos, afirmó Arana Varela.

“Por supuesto que muchos de los proyectos pueden no salir bien, pero contribuirán al avance del conocimiento en Ciencia e Ingeniería de Materiales”, sostuvo.

De acuerdo con estimaciones de expertos, las investigaciones en materiales realizadas de manera no integrada pueden tardar 20 años o más para resultar en el desarrollo de un producto comercial.

Las baterías de iones de litio utilizadas actualmente en las computadoras portátiles y otros diversos dispositivos electrónicos portátiles, por ejemplo, fueron propuestas por primera vez a mediados de 1970, pero sólo empezaron a usarse ampliamente a finales de la década de 1990.