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La vanguardia en Nuevos Materiales: Tecnologías para mejorar el medio ambiente

En su misión de difundir la ciencia y la tecnología Fundación COPEC-UC realiza desde hace 15 años un Seminario Internacional en el que se abordan temas de avanzada en I+D+i.

La versión 2019 trató sobre Materiales Avanzados: Tecnologías de vanguardia. Este encuentro, fue una gran oportunidad para conocer todos los avances sobre las nuevas tecnologías de nuevos materiales y sobre lo que se está diseñando para responder a las nuevas necesidades o a alguna aplicación tecnológica.

Inauguró el encuentro del Presidente de Fundación Copec-UC y Presidente de Empresas Copec, Roberto Angelini quién destacó: “Hay mucho aún por hacer en nuestro país en materia de innovación. Tenemos,ciertamente, una deuda pendiente. En un entorno desafiante, donde lo único cierto y constante es el cambio, tenemos dos caminos. El primero consiste en percibir las transformaciones como una amenaza y paralizarnos frente al miedo. El segundo es entender las nuevas tecnologías como una oportunidad de mejorar la calidad de vida de las personas y de afrontar de manera más eficiente los desafíos actuales y futuros.

Nosotros hemos elegido, con determinación y compromiso, este último camino. Y es que tenemos la clara convicción de que solo de esta forma podremos avanzar firmes hacia un desarrollo sustentable y un futuro confiable para todos”, finalizó destacando que durante los 17 años de Fundación Copec-UC se han apoyado a 102 proyectos de I+D con aportes superiores a los 7.500 millones de pesos.

Posteriormente, Ignacio Sánchez, Vicepresidente de la Fundación COPEC-UC y Rector de la Pontificia Universidad Católica de Chile, destacó la importancia del tema del Seminario: “El desarrollo de materiales avanzados no solo es clave para la innovación, en un amplio espectro de tecnologías, sino que también incide en cómo enfrentamos los grandes desafíos que nos presenta la sociedad en áreas como: el cuidado del medio ambiente, la generación limpia de energías, la medicina del futuro, sólo por nombrar algunas áreas. Los materiales avanzados son parte de una nueva revolución tecnológica global, dado su potencial innovador y transformador, especialmente en una economía e industria que se basa en ellos”.

El primer invitado internacional fue Carl Thompson, profesor de Ciencia e Ingeniería de Materiales de Stavros Salapatas y Director del Laboratorio de Investigación de Materiales del MIT (Massachusetts Institute of Technology).

Presentó la charla “Overview of Research and Innovation on Advanced Materials at MIT” en la que destacó: “Los avances en nuestra capacidad para descubrir y fabricar nuevos materiales apuntalan los avances en tecnologías que afectan todos los aspectos de nuestra calidad de vida, incluida la salud, el transporte y la comunicación. Entre éstos están el uso del aprendizaje automático y la inteligencia artificial en el diseño y la fabricación de nuevos materiales, y el desarrollo de nuevas habilidades para observar, manipular y caracterizar materiales a escala atómica.

La investigación de Thompson también subraya la necesidad de colaboraciones interdisciplinarias, por ejemplo, en su investigación actual sobre baterías de película delgada: “Hay proyecciones de que para 2025 habrá cientos de miles de millones de sensores en Internet, y no podemos hacer eso si tenemos que cambiar las baterías de todos ellos todo el tiempo”, comenta. “Si puede hacerlos con baterías y una fuente de energía, entonces pueden ser autónomos, por lo que no necesita cambiar la batería”. Su grupo busca no solo desarrollar materiales de batería de película delgada sino integrar estos materiales con otros componentes como circuitos, sensores y dispositivos microelectromecánicos.

“El desarrollo de nuevos materiales también proporcionará formas de enfrentar desafíos como el calentamiento global. Se necesitan materiales avanzados para la recolección eficiente de energía solar, eólica, térmica y otras fuentes de energía neutra en carbono, así como para el almacenamiento de energía para un uso eficiente. También se necesitan nuevas técnicas para fabricar materiales que usen menos energía y generen menos productos secundarios peligrosos, al igual que nuevos materiales que pueden reciclarse o que sean biodegradables con un impacto ambiental mínimo”, concluyó.

El segundo invitado internacional fue Francisco Martin-Martinez, profesor Asistente del  Departamento de Química de la Universidad de Swansea. Su presentación en el evento de Fundación COPEC-UC se tituló “Materials by design” y abordó los principios básicos del diseño, modelado, y simulación de materiales, desde la escala atómica y molecular (nanoescala) hasta la escala macroscópica; así como aplicaciones concretas de materiales diseñados para aplicaciones en infraestructura o energía.  Respecto a la importancia del desarrollo de nuevos materiales y a las expectativas de su visita a nuestro país señaló: “Los retos a los que nos enfrentamos como civilización, en un planeta de recursos finitos con una población que crece exponencialmente, requieren materiales y tecnologías de mayor precisión, que hagan un mejor uso de los recursos y que sean más sostenibles en el largo plazo. Diseñar nuevos materiales es esencial para afrontar estos retos. Este evento permitirá establecer un debate sobre grandes retos a nivel global, y cómo podemos colaborar y trabajar en conjunto para afrontarlos”.El experto chileno fue  el Director Ejecutivo de la “Unidad de Desarrollo Tecnológico” (UDT) de la Universidad de Concepción, Alex Berg, quien es Ingeniero Civil Químico de la misma Universidad. Su charla abordó  “El bosque como fuente de biomateriales avanzados”,  destacando: “Se avizora un fin de la era del petróleo y, de la mano de lo anterior, un retorno al uso sustentable de los recursos que requerimos para nuestro diario vivir. Este cambio del paradigma cultural y económico abre nuevas alternativas de aplicación para aquellas materias primas del bosque, que sean renovables y de baja huella ecológica. En especial, en el ámbito de los materiales, lasmacro, micro y nanofibras de celulosa, la lignina y los taninos son de alto interés, para reemplazar las resinas termoplásticas y termoendurecibles de origen fósil. Los primeros biomateriales de esta nueva generación desarrollados en Chile, están siendo introducidos de manera paulatina al mercado.

El experto chileno fue  el Director Ejecutivo de la “Unidad de Desarrollo Tecnológico” (UDT) de la Universidad de Concepción, Alex Berg, quien es Ingeniero Civil Químico de la misma Universidad. Su charla abordó  “El bosque como fuente de biomateriales avanzados”,  destacando: “Se avizora un fin de la era del petróleo y, de la mano de lo anterior, un retorno al uso sustentable de los recursos que requerimos para nuestro diario vivir. Este cambio del paradigma cultural y económico abre nuevas alternativas de aplicación para aquellas materias primas del bosque, que sean renovables y de baja huella ecológica. En especial, en el ámbito de los materiales, lasmacro, micro y nanofibras de celulosa, la lignina y los taninos son de alto interés, para reemplazar las resinas termoplásticas y termoendurecibles de origen fósil. Los primeros biomateriales de esta nueva generación desarrollados en Chile, están siendo introducidos de manera paulatina al mercado.

Casos de éxito

Un nuevo material creado por el académico UC Tomás Egaña (41), quien es Ingeniero en Biotecnología Molecular y Doctor en Farmacología (ambos de la U. de Chile), Doctor en Biología Humana (Universität zu Lübeck) que van a revolucionar el área de la salud, al diseñar la primera generación de materiales fotosintéticos que producen y liberan oxígeno tras la estimulación de la luz, mejorando así la regeneración de los tejidos. Además, para proporcionar otras moléculas terapéuticas además del oxígeno, se han diseñado genéticamente microalgas para generar materiales capaces de liberar proteínas recombinantes humanas in vitro e in vivo.

El segundo caso de éxito es el de Solubag, empresa chilena,  que ha creado bolsas que se disuelven en agua en cuestión de segundos, sin necesidad de ningún tratamiento adicional.