¿Puede un metal ser casi etéreo?

Daniel Vallejo, Óscar Castillo y Garikoitz Beobide, junto a Maite Perfecto en el laboratorio del vivero de empresas Zitek, en la UPV. /Manu Cecilio
Daniel Vallejo, Óscar Castillo y Garikoitz Beobide, junto a Maite Perfecto en el laboratorio del vivero de empresas Zitek, en la UPV. / Manu Cecilio

Investigadores de una 'spin-off' tecnológica de la UPV patentan un aerogel metal-orgánico con múltiples aplicaciones industriales

IRATXE BERNAL

Oyendo a los socios fundadores de Poretune es casi inevitable recordar que en los orígenes de la química estuvieron los alquimistas que, cargados de más fe que ciencia, trataban de convertir unos materiales en otros más valiosos. Invirtiendo el orden de los factores, en esta 'startup' creada en la Facultad de Ciencia y Tecnología de la Universidad del País Vasco han logrado alterar el producto. Literalmente, porque su especialidad es desarrollar nuevos materiales a partir de la combinación de metales y una molécula orgánica.

«Cada metal tiene unas propiedades que lo hace más adecuado para unas funciones u otras. Conociéndolas y sabiendo cómo se pueden potenciar puedes atender las necesidades de una empresa que para lanzar un producto quiera, por ejemplo, un material que tenga una determinada función catalítica. Como sabemos qué elementos pueden tener esa propiedad podemos investigar y realizar combinaciones hasta crear un nuevo material totalmente ajustado a las especificaciones que nos piden. Son materiales avanzados creados a la carta», explica Daniel Vallejo, uno de sus fundadores.

Es una explicación sencilla para abordar cómo se llega a crear, por ejemplo, el que hoy es su producto estrella; un aerogel metal-orgánico con propiedades que lo harían útil para fines tan variados como capturar metales pesados para depurar el cauce de un río, filtrar gases en el proceso de refinado del petróleo o llevar a cabo separaciones cromatográficas como las que se realizan en los análisis de sangre.

Para que lo suyo deje de parecer alquimia hay que empezar explicando qué es un aerogel e incluso aclarando antes que los geles son sólidos porosos que albergan dentro de sus cavidades algún líquido que suele suponer más del 95% de su volumen. Es decir, los científicos llaman gel a materiales que tienen una consistencia parecida a la de la gelatina. Si a ese gel se le extrae el líquido sin que su estructura se colapse, el volumen ocupado por éste se convierte en aire. Dicho de otro modo, sigue siendo sólido pero su peso queda reducido al 5%. Además, el aerogel resultante es un material poroso, como una esponja en la que los poros tienen un tamaño mil veces inferior a una micra. Y esto tiene su importancia.

Detalle del aerogel creado por Poretune.
Detalle del aerogel creado por Poretune. / Manu Cecilio

El siguiente paso, el dado por Poretune, es lograr que esos aerogeles se realicen partiendo de metales y manteniendo las propiedades de éstos. Es decir, logrando que el aerogel además de presentar estabilidad química y térmica tenga conductividad eléctrica y magnetismo así como capacidad catalítica y de captura de moléculas orgánicas», explica el cofundador de la firma Daniel Vallejo, en cuya tesis doctoral en Ciencias de los Materiales está el origen de la empresa.

Consistencia de un gel

Durante su etapa predoctoral estudió las propiedades de los materiales creados a partir de la mezcla de metales con moléculas orgánicas, aquellas sustancias que presentan elementos no metálicos en su composición, esencialmente basadas en carbono. Concretamente, sus investigaciones se centraron en una molécula orgánica que contenía átomos de azufres. «En sí misma no es nada especial, se lleva comercializando muchos años para diversos fines industriales. Su peculiaridad reside en la gran predisposición que muestra a enlazarse con metales. En determinadas condiciones, lo hace tan rápidamente que se crea una estructura (un polímero) en la que el disolvente de reacción queda atrapado dentro formándose el gel metal-orgánico», explican Garikoitz Beobide y Óscar Castillo, profesores e investigadores del Departamento de Química Inorgánica de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV, que de tutores de Vallejo han pasado a socios de Poretune. Juntos patentaron los materiales y con apoyo del fondo de capital riesgo BeAble Innvierte Kets Fund(BIKF) constituyeron la empresa en marzo de 2017.

Una vez que tenemos el gel, podemos elaborar el aerogel, que dispara las aplicaciones del material, especialmente en la industria. Entre sus propiedades está su inercia química («lo introdujimos en un baño ácido con unos tornillos de acero inoxidable y una placa de cobre que tras unos minutos se disolvieron mientras nuestro material lo soportaba sin problemas») y la ya citada porosidad, que en muchos procesos permite aprovechar mejor el material.

«En los sólidos las reacciones químicas sólo se producen en su superficie que es la única parte expuesta al medio. En los materiales porosos aumentas considerablemente esa superficie expuesta porque las sustancias pueden acceder al interior. Así aprovechas mucho mejor el metal, algo muy importante cuando se trabaja con los que son caros, como el paladio, el platino o el oro que se emplean en la automoción, en la industria química y en la farmacéutica para catalizar infinidad de procesos», señala Vallejo. Esa porosidad también permite que puedan emplearse como aislantes térmicos o acústicos e incluso utilizarse como sensores si a su estructura se le añaden moléculas que reaccionen ante cualquier sustancia que se quiere detectar. «Las propiedades físicas de nuestros aerogeles varían en función del número y tipo de moléculas que alberguen en su interior, lo que permite identificarlas y monitorizarlas», explican.

«Es una prometedora plataforma tecnológica, pero nos estamos limitando a los ámbitos en los que creemos que el impacto económico puede ser mayor y más inmediato; la automoción y el sector energético», matiza Vallejo, quien también explica que en estos momentos, además de nuevas aplicaciones buscan alternativas que abaraten la producción. «Somos competitivos pero creemos que podemos encontrar sustitutivos todavía más económicos. No somos una empresa que fabrique un único producto, aunque sí que es cierto que actualmente la empresa está muy orientada hacia la tecnología de las pilas de combustibles. Centramos nuestros esfuerzos en adquirir un saber hacer sólido que nos permita desarrollar productos en exclusividad y bajo licencia para terceros», resumen los promotores de la firma.