Investigadores de la UZ diseñan nano-calentadores capaces de alcanzar más de 650 grados por segundo

Investigadores del Instituto de Nanociencia de Aragón (INA) de la Universidad de Zaragoza y de la empresa Syngaschem (Holanda) han desarrollado las bases científicas para la creación de nano-calentadores sensibles a la radiación de microondas, capaces de alcanzar más de 650 grados Centígrados por segundo.
Foto de calentamiento del catalizador hecha por termografía infrarroja
Foto de calentamiento del catalizador hecha por termografía infrarroja
UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA

Investigadores del Instituto de Nanociencia de Aragón (INA) de la Universidad de Zaragoza y de la empresa Syngaschem (Holanda) han desarrollado las bases científicas para la creación de nano-calentadores sensibles a la radiación de microondas, capaces de alcanzar más de 650 grados Centígrados por segundo.

Estos nanomateriales mejorarían "la eficacia en la absorción de radiación, permitiendo concentrar la energía en localizaciones específicas y, en determinadas circunstancias, llegar a calentar un punto concreto en el interior de un material sin afectar al entorno circundante", ha informado la Universidad de Zaragoza (UZ) en una nota de prensa.

Según ha explicado, obtener un calentamiento altamente localizado "es muy difícil" ya que, por su propia naturaleza, mecanismos habituales de transmisión de calor como conducción o convección "son incapaces de proporcionar una alta precisión espacial".

"El problema se vuelve aún más complicado si lo que se pretende es llevar la energía precisamente a localizaciones específicas dentro de un material", han apuntado desde la institución académica. En este caso, la interacción selectiva de nanopartículas con campos electromagnéticos "se convierte en la opción más adecuada, siendo además la única capaz de proporcionar precisión nanométrica".

La investigación del INA y de la empresa Syngaschem ha desarrollado nanomateriales —nanopartículas de perovskita con una composición definida— que actúan como sumideros de radiación y son capaces de una respuesta "extraordinariamente eficaz" a la radiación de microondas, midiéndose velocidades de calentamiento de más de 650 grados Centígrados por segundo.

La revista 'Nano Energy' publica los resultados del estudio titulado 'Nano-Heaters: New Insights on the outstanding deposition of energy on perovskite nanoparticles', en el que han participado los investigadores Miguel Escuin, Nuria Navascués, Reyes Mallada y Jesús Santamaría, del INA, en colaboración con José Gracia, actualmente en la empresa Syngaschem.

Resultados iniciales

Los resultados iniciales se han dirigido a la inducción de puntos calientes para catalizar la combustión en procesos de eliminación de contaminantes. "Estos se encuentran típicamente en concentraciones muy bajas —partes por millón— y su destrucción mediante combustión implica calentar toda la masa de gas a la temperatura necesaria, varios cientos de grados", han apuntado desde la institución académica.

Al respecto, el subdirector del INA y catedrático de Ingeniería Química de la Universidad de Zaragoza, Jesús Santamaría, ha comentado que si, por ejemplo, "deseamos eliminar moléculas responsables de mal olor que estén en una concentración de 20 partes por millón, tenemos que calentar también las 999.980 partes de aire que las acompañan, un derroche energético".

Por eso, "la idea sería transferir la energía sólo al punto donde se necesita —catalizador— y concentrar allí los contaminantes, evitando calentar el resto de la masa gaseosa", ha apostillado Santamaría.

Aunque los primeros resultados de la investigación se han explotado para catalizar procesos de combustión, existe una multitud de aplicaciones potenciales en campos que van desde la ignición de materiales energéticos hasta los tratamientos en Medicina, han señalado desde la UZ.

Han agregado que hasta ahora se han investigado nanopartículas magnéticas o metálicas para aplicaciones de hipertermia, por ejemplo, para destruir tumores por calentamiento desde el interior, utilizando campos magnéticos o láseres para producir los aumentos de temperatura deseados. "Este estudio permite ampliar considerablemente las posibilidades del calentamiento con precisión nanométrica, al incluir los campos de microondas", han concluido las mismas fuentes.

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