EnglishInvestigadores del ICB – CSIC participan en el hallazgo de una combinación de nanomateriales con propiedades eléctricas excepcionales
- Es la primera vez que se observa con nanomateriales de carbono la
percolación explosiva, el fenómeno que provoca alta conductividad súbita - La revista Nature, una de las publicaciones científicas más prestigiosas del
mundo, se ha hecho eco de los resultados de este proyecto, en el que también
han participado la Universidad de Sussex (Reino Unido) y Rice (Estados
Unidos)
El Grupo de Nanoestructuras de Carbono y Nanotecnología (G-CNN) del Instituto de
Carboquímica (ICB), perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC),
ha realizado una contribución decisiva a la observación de un fenómeno nunca antes visto en
nanomateriales de carbono. Concretamente, en el ICB se ha elaborado el óxido de grafeno, el
nanomaterial de carbono en el que se ha observado este fenómeno “Lo hemos sintetizado más
oxidado de lo habitual y con un relleno muy pobre de este material super oxidado, algo simbólico,
conseguimos que un polímero se transforme y adquiera una conductividad eléctrica altísima”,
explican los investigadores involucrados en el proyecto.
Los resultados se han publicado en la prestigiosa revista Nature Communications, una de
las revistas científicas más importantes en ciencia general y multidisciplinar. La investigación
se ha realizado en colaboración con los equipos de los profesores Alan Dalton de la Universidad de
Sussex (Reino Unido) y P.M. Ajayan de la Universidad de Rice (Estados Unidos).
La ciencia lleva décadas tratando de hacer plástico capaz de conducir la electricidad, con éxito
moderado. “Nosotros hemos estudiado una combinación de este nanomaterial, el óxido de
grafeno, y un polímero, el látex, en los que al aplicarles calor aparece abruptamente una
conductividad eléctrica muy alta; mayor que la de sus constituyentes por separado. Esto tiene
una gran relevancia, especialmente si tenemos en cuenta que el grafeno, un material más caro y
difícil de conseguir que el óxido de grafeno, es uno de los materiales más conductores que se
conocen actualmente”, explica Wolfgang Maser, profesor de investigación del CSIC.La conductividad eléctrica es la propiedad responsable de que la electricidad pueda viajar a través
de un material y, para dotar de conductividad a un material que no la tiene, hay que mezclarlo con
una cantidad suficiente de un compuesto conductor. Uniendo ambos compuestos, el conductor
actúa como “puente” para que la electricidad pueda pasar a través del material no conductor.
“Normalmente en estos casos la conductividad aumenta de forma gradual conforme se añade más
relleno conductor, pero nosotros hemos dado con una combinación de compuestos es como
si pasásemos de 0 a 100 al instante con una cantidad mínima”, destaca Ana Benito,
investigadora científica del CSIC. Este fenómeno, denominado “percolación explosiva”, se
había descrito teóricamente y rara vez se había conseguido experimentalmente, pero es la
primera vez en la historia que se observa empíricamente en nanomateriales de carbono y
polímeros tan sencillos y asequibles.
Materiales de bajo coste
El óxido de grafeno es el derivado del grafeno más asequible y desde el G- CNN del ICB-CSIC
llevan mucho tiempo trabajando con él. En esta ocasión, se ha incorporado mezclado dentro de un
látex, que también es un material muy accesible, y se le ha aplicado calor para convertir el óxido de
grafeno en óxido de grafeno reducido. “Automáticamente ha surgido un aumento vertical de la
conductividad (percolación explosiva), de un modo controlado, sencillo y reproducible, lo cual era
elusivo a día de hoy. Ha sido toda una grata sorpresa que funcionase tan bien porque es una
mezcla muy sencilla y económica que cualquiera podría hacer casi casi en el garaje de su casa”,
comenta José Miguel González, científico titular del CSIC.
Por lo tanto, la simplicidad y accesibilidad de esta metodología abren un mundo de posibilidades
para futuras aplicaciones, especialmente en campos como el del transporte o los sensores térmicos.
“Imagínate un sensor que cuando pasa de la temperatura crítica, se vuelve conductor, te cierra un
circuito y salta una alarma. Sería inmediato. Podremos hacer que aparezca conductividad eléctrica
de repente simplemente pegando un calentón”, añade González.
Nanoestructuras de carbono y nanotecnología en el Instituto de Carboquímica
Los cinco investigadores en plantilla que forman el G-CNN se han especializado en los últimos años
en crear materiales altamente funcionales y sostenibles medioambientalmente. Estos
nanomateriales pueden emplearse para un gran número de aplicaciones, que van desde procesos
relacionados con la obtención de energías limpias, tales como la producción de hidrógeno verde, la
catálisis, o el almacenamiento de energía, hasta la conservación del patrimonio, la creación de
biosensores o el diagnóstico y tratamiento de enfermedades.
Estas investigaciones se realizan en el ICB, un centro del CSIC de referencia internacional en la
búsqueda de respuesta a los grandes retos sociales y tecnológicos actuales, como la generación
sostenible de energía, la lucha contra el cambio climático y la contaminación, así como el desarrollo
de nanomateriales, nanotecnología y nuevos sensores sostenibles.
Más de 120 expertos europeos en materiales de carbono se reunieron en Zaragoza
El congreso internacional Carbocat – IX se celebró del 28 al 30 de junio, organizado por CSIC y UNED
Los investigadores presentaron resultados clave sobre materiales de carbono empleados para catálisis, una tecnología esencial para la implementación de energías renovables
Más de 120 investigadores llegados de once países se reunieron entre el 28 y el 30 de junio en el IX Simposio internacional de materiales de carbono para catálisis (Carbocat-IX). Este congreso científico de gran trascendencia en el ámbito europeo celebró su novena edición en el Paraninfo de Zaragoza, organizado por el Instituto de Carboquímica del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (ICB-CSIC), la Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED) y con la colaboración de la Universidad de Zaragoza (UNIZAR).
El acto inaugural tuvo lugar el 28 en el aula magna y contó con la presencia del rector de la Universidad de Zaragoza, José Antonio Mayoral Murillo; la vicerrectora de Investigación, Transferencia del Conocimiento y Divulgación Científica de la UNED, Rosa María Martín Aranda; y la delegada del CSIC en Aragón, María Jesús Lázaro.
Durante la inauguración, María Jesús Lázaro afirmó que “la temática del congreso está de total actualidad, ya que los catalizadores basados en carbono se usan para resolver problemas actuales que mejoran la calidad de vida y tienen importancia en la economía, como la conversión y almacenamiento de energía de manera eficiente y sostenible, o la producción y uso de hidrógeno verde, entre otros. Es un orgullo que el congreso sea en Zaragoza y organizado por el ICB-CSIC, ya que es un instituto reconocido en el campo de la energía a nivel mundial”. María Jesús Lázaro, delegada del CSIC en Aragón, es también la presidenta del Grupo Español del Carbón y de la Asociación Europea de Carbono, además de una de las congresistas.
Enrique García Bordeje, investigador del ICB y uno de los responsables de la organización del congreso, destaca que es la primera vez que este congreso internacional bianual, que alcanza su novena edición, se celebra en España. “Estamos muy orgullosos de que haya sido en Zaragoza, ya que la catálisis es un tema muy relevante que afecta al 90% de los procesos de la industria química”, explica. “En un futuro será todavía más importante porque es imprescindible para el desarrollo de energías renovables a partir de la biomasa o de las pilas de combustible”, añadió.
Materiales de carbono para catálisis: unos procesos clave una transición energética hacia la sostenibilidad
Los catalizadores son unos elementos de tamaño nanoscópico que permiten acelerar y controlar la transformación de unos compuestos químicos en otros. Actúan como “mediadores” entre moléculas para que estas puedan unirse o separarse y, hasta ahora, han tenido una importancia fundamental, por ejemplo, en la obtención de gasolina a partir del petróleo.
Esta edición de Carbocat-IX se centró en las prometedoras propiedades de los catalizadores basados en materiales de carbono, entre las que destacan la conductividad eléctrica y térmica. También en sus potenciales en aplicaciones para el desarrollo baterías eléctricas ligeras, pilas de combustible (que permiten obtener energía eléctrica desde reacciones químicas que no generan contaminantes), reacciones de obtención de compuestos químicos a partir de la biomasa (incluyendo residuos agrícolas o de vertederos), procesos que evitan las emisiones de gases de efecto invernadero y la producción de hidrógeno verde.
Los asistentes al congreso
El Instituto de Carboquímica (ICB – CSIC) es un centro de referencia en la investigación de la catálisis en materiales de carbono y 15 de sus científicos participaron en el congreso. Actualmente están desarrollando de dispositivos energéticos y baterías sostenibles medioambientalmente que emplean esta tecnología. “Nuestro objetivo con este congreso era tener la oportunidad de compartir nuestros últimos resultados para transferir este conocimiento a la sociedad lo antes posible y acelerar la transición energética”, destacó Enrique García Bordejé.
También fue numerosa la participación del departamento de Química
Inorgánica y Técnica de la UNED, con siete investigadores asistentes, lo que supone más de un 50% de su plantilla.
Carbocat-IX contó con investigadores llegados desde de Alemania, Portugal, Polonia, Noruega, Francia, Italia, Reino Unido, Suiza, Bélgica y Estados Unidos. Entre ellos, se encontraba el galardonado experto en catálisis Robert Schlögl, director del instituto Fritz Haber del Max Planck y pionero en esta tecnología, que habló de técnicas de microscópicas y espectroscópicas indispensables para descifrar la compleja estructura de los materiales de carbono y la relación de esta estructura con su eficiencia como catalizador.
El congreso contó con la colaboración de la Cátedra Solutex de Química Sostenible de la Universidad de Zaragoza, la Delegación del CSIC en Aragón, el Grupo Español del Carbón, el Grupo Especializado en Ciencia y Materiales Moleculares, el Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea, la Real Sociedad Española de Química, la Sociedad Española de Catálisis y la Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED), además de Iberfluid y la Royal Society of Chemistry como patrocinadores.
Acerca del CSIC
La Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) es la mayor institución pública dedicada a la investigación en España y una de las primeras de Europa. Adscrita al Ministerio de Ciencia e Innovación, su objetivo fundamental es desarrollar y promover investigaciones en beneficio del progreso científico y tecnológico, para lo cual está abierta la colaboración con entidades españolas y extranjeras. El motor de la investigación lo forman sus 123 centros e instituciones, distribuidos por todas las comunidades autónomas, y sus más de 13.000 trabajadores, de los cuales cerca de 3.000 son investigadores en plantilla. El CSIC cuenta con el 6% del personal dedicado a la investigación y el desarrollo en España, que genera aproximadamente el 20% de la producción científica nacional. Es responsable del 45% de las patentes solicitadas por el sector público en España y desde 2004 ha creado más de medio centenar de empresas de base tecnológica.
La delegación de CSIC en Aragón ostenta la representación institucional del CSIC en la comunidad, siendo la delegada, María Jesús Lázaro Elorri, la interlocutora del CSIC con las instituciones públicas y privadas de Aragón. En Aragón, el CSIC cuenta con cinco institutos y personal del centro nacional IGME, Instituto Geológico y Minero de España. Los cinco Institutos de nuestra Comunidad son la Estaci
ón Experimental de Aula Dei, el Instituto Pirenaico de Ecología y el Instituto de Carboquímica – propios del CSIC – y el Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón y el Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea – mixtos del CSIC y de la Universidad de Zaragoza) que cuentan con más de 500 trabajadores, de los que 150 son investigadores en plantilla. En Zaragoza, el Instituto Geológico y Minero de España cuenta con una sede.
En Ruta con la Ciencia
08/12/2019
Entrevistaron a Jose Miguel González en el programa En Ruta con la Ciencia de Aragón TV, titulado “Química cotidiana” donde explicó la importancia de la Química para la vida y la sociedad, así como del proyecto INCLUCIENNCIA y las investigaciones que se realizan en el grupo G-CNN del Instituto de Carboquímica. (foto adjunta)
Jornadas de Divulgación Innovadora “D+i”
29/11/2019
Nuestro compañero Jose Miguel González ha impartido una divertidísima charla titulada “La ciencia en memes” donde ha repasado los memes científicos más interesantes, e ilustró a la audiencia sobre cómo usarlos a modo de recurso divulgativo. (Foto adjunta)
http://www.divulgacioninnovadora.com/jose-miguel-gonzalez/
http://www.divulgacioninnovadora.com/por-que-divulgar-ciencia-con-memes/
Entrevista a Jose Miguel González en Canal Extremadura Radio
27/11/2019
Con motivo de su nombramiento como representante mundial del elemento Carbono por la IUPAC, Jose Miguel González ha sido entrevistado en el programa “La tarde contigo” de Canal Extremadura Radio, donde también ha hablado del CSIC y del Instituto de Carboquímica.
El podcast de la entrevista se puede visitar en:
http://www.canalextremadura.es/la-tarde-contigo/un-extremeno-en-la-tabla-periodica
NanoteC19 in Zaragoza (Spain)
We are pleased to invite researchers to submit abstracts to the NanoteC19 Conference to be held from 27th to 30th August, in Zaragoza, Spain.
The Conference will feature a wide range of topics and top-ranking talks and discussions in the field of nanoscale carbon and related low dimensional materials including, but not limited to:
- Growth, synthesis, defects doping, and functionalization
- Functional hybrids and interfaces
- Nanoscale properties in macroscopic assemblies and composites
- Characterization techniques, including modelling and theory
- Device structures of relevance for applications in fields of electronics, sensors, energy storage & generation, and environment
Scientist at all career stages are encouraged to submit their Abstracts. Abstracts for oral contributions should be received by 2019, June 15th. Please visit the conference website to check the submission procedure.
Important dates:
- Abstract deadline for oral contributions: 15th June
- Early Registration deadline: 1st July
Updated list of confirmed Invited Speakers:
- Raul Arenal (Univ. Zaragoza, Spain)
- Izabela Jurewicz (Univ. Surrey, UK)
- Nazario Martín (Univ. Complutense Madrid, Spain)
- Chris Ewels (IMN, Nantes, France)
- Alan Dalton (Univ. Sussex, U.K.)
- Joselito Razal (Deakin Univ. Australia)
- Manuel Melle (Aveiro Institute of Materials, Portugal)
Registrations are currently opened, take advantage of early birds until 2019, July 1st.
We also invite you to book your accommodation as soon as possible.
We look forward to welcoming you next August in Zaragoza
Entrevista en Onda Cero a Jose Miguel González 18.05.2019
Pint of Science Jose. M. González este Lunes 20.05.2019
José Miguel González dará la charla titulada «memeando la ciencia» este Lunes 10.05. 2019 a las 19h en el festival Pint of Science
Lugar: Sotano mágico de la calle San Pablo de Zaragoza.
Recent article in JACS from the GCNN group reviewed
Origin of the mysterious blue fluorescence of polymer carbon dots
Original article: J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 12862−12869
El elemento extremeño de la Tabla Periódica. Articulo en diario hoy extremadura. 23-09-18
Our Colleague Dr. José Miguel González appeared in Journal of Extremadura for his successful election by the IUPAC committee as representative of the Carbon Element.
