Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/295/18
Ciudad de México, 31 de diciembre de 2018

• La idea es crear un material que sea muy económico, capaz de romper moléculas de agua y produzca hidrógeno, características necesarias para obtener un elemento que funcione como combustible y pueda sustituir al gas natural o a la energía eléctrica.

Científicos de instituciones de México y Reino Unido emprenden un proyecto conjunto que busca captar la energía del Sol, almacenarla y usarla. En el desarrollo del prototipo se trabaja también en saber si el proceso podría purificar agua, informó la investigadora Mildred Quintana Ruiz, líder del equipo mexicano de la UASLP y ganadora de Premios de Investigación de la Academia Mexicana de Ciencias 2018, en el área de ciencias exactas.
Foto: tomada de econologika.com.
Imagen en alta resolución

Por su trabajo de investigación sobre la funcionalización del grafeno, material que cuenta con propiedades como ser un excelente conductor térmico y eléctrico, resistente, impermeable y transparente, la investigadora Mildred Quintana Ruiz, del Instituto de Física y del Centro de Investigación en Ciencias de la Salud y Biomedicina de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí (UASLP), obtuvo el Premio de Investigación de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC) 2018, en el área de ciencias exactas.

Todas estas cualidades del grafeno se pueden aprovechar, para ello es necesario producir un material de buena calidad en grandes cantidades y los métodos que existen hoy en día para obtenerlo aún son muy costosos o no se consiguen láminas de grafeno de buena calidad al final del proceso.

A partir de estas características y requerimientos, la doctora en ciencias por la Universidad Autónoma Metropolitana-Unidad Iztapalapa (UAM-I) comentó que junto con su grupo de colaboradores trabaja en dos proyectos distintos. Uno de ellos se enfoca en la interacción de las nanoestructuras de carbono con sistemas biológicos para aplicaciones en biosensores, superficies antibacteriales o antifúngicas, así como en plataformas para crecimiento celular para un posible desarrollo de nuevas prótesis artificiales. El otro proyecto es sobre nanoestructuras de carbono en aplicaciones en energía como súper capacitores y celdas solares.

Quintana Ruiz señaló que un método para producir grafeno en mayores cantidades consiste en agregar entre las láminas del grafeno otro tipo de moléculas o nanopartículas funcionales que eviten que se pierdan sus propiedades físicas y adquieran diferentes funcionalidades. De hecho, la principal contribución que logrado hacer hasta ahora la investigadora ha sido exfoliar grafito para obtener grafito y derivados. Y aunque no ha desarrollado ninguna aplicación, dos de sus estudiantes, quienes ya obtuvieron el grado de doctor, trabajan en una empresa donde han utilizado esta metodología para diferentes aplicaciones como obtener concreto súper resistente y chalecos antibalas.

El grafeno se ha convertido en un material de gran interés porque es 200 veces más fuerte que el acero, se usa en la industria farmacéutica, aviación, telefonía, industria del plástico, etcétera. En este campo China es líder al producir el 70% del material en el mundo.

Proyectos actuales
En el campo de energías limpias, la doctora Quintana busca obtener energía solar utilizando grafeno. “Recién empezamos a colaborar con investigadores de Inglaterra, se trata de un proyecto para captar la energía del Sol. En esta iniciativa también nos proponemos encontrar vías para almacenarla y usarla”, informó en entrevista para la Academia Mexicana de Ciencias, de la que es integrante.

El apoyo para este proyecto lo consiguió a través de los Fondos Sectoriales de la Secretaría de Energía-Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología y el Fondo Newton, el cual tendrá una duración de un año; su objetivo es crear un material que sea muy económico, capaz de romper moléculas de agua y produzca hidrógeno, características necesarias para obtener un elemento que funcione como combustible y pueda sustituir al gas natural o a la energía eléctrica, por ejemplo. La idea es colocarlo en los techos de las casas, sobre todo en las comunidades más pobres. “En el desarrollo de este prototipo para la producción de hidrógeno trabajamos en saber cuánto se podría producir, almacenar y si el proceso podría purificar agua”, apuntó la especialista.

Este proyecto en México es liderado desde San Luis Potosí por la propia investigadora y en Inglaterra por el profesor Davide Bonifazi, de la Universidad de Cardiff. Participan, además, otros grupos del Centro de Ingeniería y Desarrollo Industrial, la UAM-I, la Universidad de Cambridge, la Universidad de Manchester y el Imperial College de Londres.

Destacada trayectoria académica
La responsable del Laboratorio de Materiales Nanoestructurados Multifuncionales de la UASLP se ha especializado en el estudio de nanoestructuras de carbono, grafeno, fulereno, nanotubos, materiales auto ensamblados, reconocimiento molecular y bionanomateriales; así como funcionalización química de nanoestructuras, sistemas autoensamblados y reconocimiento molecular, interacciones biofísicoquímicas en la interface bio-nano.

Además, ha sido asesora de tesis de licenciatura de cinco jóvenes, cinco de maestría y tres de doctorado. Ha publicado más de 36 artículos en revistas arbitradas, y cinco más se encuentran en revisión; es autora y coautora de cinco capítulos de libros.

Entre las distinciones que ha recibido se encuentra el Premio Universitario a la Investigación Sociohumanística, Científica y Tecnológica 2014 por la UASLP, en la modalidad científica, categoría joven investigador. También, este año fue distinguida con la Cátedra Marcos Moshinsky que otorgan conjuntamente el Instituto de Física de la UNAM y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, en el área de ciencias químico-biológicas, por desarrollar prometedoras aportaciones en la fabricación de membranas porosas.

Elizabeth Ruiz Jaimes.