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Recubrir la superficie de todo tipo de materiales para mejorar o modificar las funcionalidades y propiedades de estos puede suponer un alto valor para la industria. Proteger la superficie contra la radiación UV o la oxidación, convertirla en más resistente o dotarla de alguna propiedad que antes no presentaba, son solo algunas de las ventajas que aportan estos procesos y es en lo que se centra la empresa donostiarra CTECHnano, además de diseñar y fabricar los equipos que los llevan a cabo, tanto a escala de laboratorio de investigación, como a nivel industrial.
Para ello la empresa utiliza la técnica de Deposición por Capas Atómicas (ALD), que cuenta, a su vez, con otras dos variaciones: la Deposición por Capas Moleculares (MLD) y la Infiltración en Fase Vapor (VPI). “A grandes rasgos, el ALD es una técnica química que se usa para depositar láminas delgadas en una superficie”, explica Catalina Mansilla, científica senior de CTECHnano. “En este proceso la deposición se realiza en fase vapor (CVD), con la particularidad de que la reacción química se subdivide en dos sub-reacciones. De esta manera los gases se mantienen separados, introduciéndose de forma secuencial. Gracias a esto, los recubrimientos crecen capa-a-capa y permiten el control del crecimiento a nivel atómico, obteniendo gran uniformidad en todo tipo de sustratos (polvo, fibras, 3D, con alta relación de aspecto, porosos, etc.)”, añade.
Una gran ventaja de esta técnica es que se puede usar a nivel industrial, con una producción masiva a bajo coste debido a la pequeña cantidad de material necesaria para cubrir el sustrato con la máxima eficacia. De hecho, y según asegura Mansilla, “el rango de espesor de los recubrimientos suele ser de 1 a 500 nanómetros”.
Al igual que el ALD, la técnica de Deposición por Capas Moleculares (MLD) también tiene lugar de forma secuencial, pero a nivel molecular. Esta vez, un fragmento molecular se deposita en cada ciclo. “Esta técnica es muy útil para depositar cadenas poliméricas y materiales híbridos (polímeros-compuestos inorgánicos)”, detalla la experta. Y, por último, se encuentra la denominada Infiltración en Fase Vapor (VPI). “Cuando se utiliza esta técnica los gases penetran en las regiones que están debajo de la superficie y reaccionan con los grupos funcionales (por ejemplo, un átomo o conjunto de átomos unido a una cadena carbonada) disponibles. Así permite fabricar mezclas de materiales con propiedades físicas o químicas interesantes”, detalla Mansilla.
Una tecnología, infinitas aplicaciones
La tecnología de CTECHnano es aplicable a una gran cantidad de sectores, desde la microelectrónica, donde la técnica de ALD se usa de forma convencional a nivel industrial, hasta los sectores de la energía, óptica, biotecnología, envases, joyería, automoción, etc. Por ejemplo, actualmente lleva a cabo un proyecto en el que desarrolla tejidos avanzados multifuncionales, es decir, “hacemos que un tejido natural presente unas propiedades mejoradas, en este caso, que sea antimicrobiano, y autolimpiante. Estas propiedades las estamos consiguiendo mediante el uso de infiltración VPI, anteriormente mencionada”, aclara la experta.
Asimismo, trabaja en un proyecto que consiste en la protección de polímeros reciclados de diferente naturaleza frente a la radiación UV. De esta forma, se pretende conseguir que los materiales puedan tener uso en exterior, reduciendo su degradación ambiental y alargando su tiempo de vida. “Además de estos me gustaría destacar también un par de proyectos ya finalizados, uno donde el objetivo era recubrir vidrios de ventanas y hacer que fueran fotocatalíticos, y otro donde el objetivo era hacer que el cartón fuera más resistente”, apunta Catalina Mansilla.
Sus clientes son, por lo general, empresas internacionales que ya conocen la tecnología y sus ventajas, aunque también cuentan con clientes nacionales o locales grandes que invierten en I+D. “Estos últimos son empresas que, aunque no conocían la técnica, han sabido apreciar los beneficios que les puede aportar”. En 2021, por ejemplo, llevó a cabo un proyecto junto a Danobat, dentro del programa Bind 4.0 del Grupo SPRI. “Estaba relacionado con la deposición de recubrimientos hidrofóbicos y oleofóbicos. La idea era recubrir unos vidrios de unas piezas que ellos usaban durante sus procesos. Ha sido, sin duda, un proyecto interesante donde hemos aprendido mucho sobre materiales y los procesos involucrados”, asegura la científica de CTECHnano.
El Grupo SPRI impulsa la I+D de las empresas vascas con herramientas, activos, ayudas, grupos de trabajo y alianzas con el fin de potenciar la investigación y generar nuevas tecnologías. Consulta los programas de ayuda a la I+D como Elkartek, Emaitek o Hazitek.
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