La razón es que tanto el cobre como el aluminio están llegando a su límite y por ello se buscan nuevas opciones para contrarrestar esa escasez en un momento en el que el mercado eléctrico está más en boga que nunca por el auge de la electrónica, la energía renovable y la movilidad eléctrica.
En este contexto, los nanotubos de carbono aparecen como una opción prometedora por sus propiedades: “Los nanotubos de carbono han sido considerados durante mucho tiempo como bloques ideales para la fabricación de conductores eléctricos, debido a su combinación de baja densidad y excelentes propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas”, explica Javier Llorca, investigador del Departamento de Ciencia de Materiales de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y director científico del IMDEA Materiales, otra de las instituciones que participan en el estudio.
Sin embargo, hasta ahora no habían alcanzado los niveles de conductividad eléctrica necesarios para constituir una alternativa real a escala industrial frente a materiales tradicionales, en particular el cobre y el aluminio.
Ahora, por primera vez, un trabajo en el que participan investigadores de la UPM ha logrado desarrollar nanotubos de carbono que dejan de lado esas limitaciones alcanzando una conductividad eléctrica superior a la del cobre y una mayor resistencia que el acero.
Imagen de alta resolución de microscopía electrónica de transmisión mostrando la sección de los nanotubos de carbono (izquierda) y los átomos de Cl y Al intercalados entre los nanotubos de carbono (derecha).
“Estas limitaciones se han superado mediante un proceso de fabricación escalable que permite el dopaje de una fibra de nanotubos de carbono con tetracloroaluminato (AlCl₄). Esta molécula se intercala entre los nanotubos de carbono que forman la fibra sin modificar sus propiedades mecánicas. Sin embargo, la transferencia de carga de los átomos de carbono a los iones de cloro da lugar a un incremento de la conductividad eléctrica de hasta 24,5 MS/m (MegaSiemens por metro), casi la mitad que la del cobre, pero con una densidad seis veces inferior”, explica el investigador de la UPM.
Aplicaciones en vehículos eléctricos, drones y aeronaves
La importancia de este trabajo que se ha publicado en la prestigiosa revista internacional Science, radica en que las propiedades conseguidas para los nanotubos son “especialmente relevantes para la electrificación del transporte, ya sean vehículos eléctricos, drones o aeronaves, que requieren un gran número de conductores con la menor densidad posible y también presenta un gran potencial para cables eléctricos aéreos, cuyo rendimiento suele estar limitado por su propio peso”, concluyen los autores de esta investigación.
En la investigación han participado, además de la UPM, investigadores del IMDEA Materiales y el Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (centro mixto entre el CSIC y la Universidad de Zaragoza).
Referencia: A. I. de Isidro-Gómez, V. Vassilev-Galindo, A. Mikhalchan, M. Peláez-Fernández, J. LLorca, R. Arenal, J. J. Vilatela. Intercalated carbon nanotube fibers with specific electrical conductivity above metals. Science, 392 (6796) 395-400, 2026
