Nuevos materiales cerámicos para salud y energía

Universidad Nacional de Cuyo - Instituto Balseiro

17 de Junio de 2013 | 5 ′ 37 ′′


Nuevos materiales cerámicos para salud y energía


Científicos del Balseiro trabajan con esta tecnología para extenderla al tratamiento del cáncer, a técnicas odontológicas y a mejorar la eficiencia energética. Entre los nuevos materiales desarrollados por los investigadores ya se cuentan microesferas vítreas para el tratamiento de tumores, superficies cerámicas con mejor adherencia a cementos dentales, microesferas para el transporte de medicamentos y cerámicos para la construcción de celdas de combustible.

Generalmente identificada con el mundo artístico, la cerámica es un material muy noble con aplicaciones en más áreas de las que se conocen. Es por esto que un grupo de científicos del Instituto Balseiro de la Universidad -con sede en Bariloche-, desarrolló tecnologías para obtener cerámicos (vítreos o vitrocerámicos) en estado monolítico o capas finas, según el caso, con funcionalidades específicas en el ámbito de la salud y de la energía.

Respecto de la salud, la investigación desarrolló microesferas de vidrio radiactivas que se traban en el hígado, cerca de los tumores y que reciben la radiación que se desprende desde ella. Pero esas microesferas también pueden ser utilizadas en odontología, en la adhesión de restauraciones de inserción rígida, totalmente cerámicas, según detalló a Argentina Investiga Alejandro Fernández, co-director del proyecto. En tanto, para el área de energía, se centraron en el desarrollo de cerámicos para la construcción de celdas de combustible capaces de convertir, en forma eficiente y limpia, energía química en energía eléctrica.

Fernández sostiene que Argentina cuenta con todos los elementos necesarios para poder producir esta tecnología de manera industrial, aunque por ahora sólo se esté en la etapa de investigación. “En el caso de las microesferas vítreas para radioterapia, el primer objetivo es poder producirlas, caracterizarlas y probar su uso en el país. Es una tecnología para la cual tenemos todos los elementos, incluso los reactores nucleares que son necesarios para su activación, y que es muy cara si queremos comprar en el exterior las dosis ya preparadas para los tratamientos”, afirma el investigador.

Para dar una idea de la amplitud de aplicaciones que pueden tener estos materiales, como resultado del proyecto surgió otro, no menos importante: el desarrollo de microesferas para el transporte de medicamentos, que permitan separar selectivamente iones de una solución.

Radioterapia

Mediante esta inédita investigación se intenta instalar en el país esta tecnología en el área de salud, concretamente en el tratamiento de tumores, a través del desarrollo de microesferas vítreas para radioterapia interna de cáncer de hígado. “Maximiza la dosis radiactiva en tejido enfermo y minimiza la dosis en tejido sano”, explica Fernández. “Ya se aplica en otros países sin constituir una cura, pero en los casos en que se recomienda su aplicación aumenta la expectativa de vida de los pacientes”, aclara.

El proyecto logró producir las microesferas, caracterizarlas y, actualmente, utilizarlas sin activar en modelos animales, en el Instituto de Oncología Ángel Roffo de Buenos Aires.

Adherencia dental

En cuanto a las aplicaciones en odontología, se propuso modificar las superficies cerámicas con el fin de mejorar su adherencia a los cementos dentales, con lo que se logró un mejor sellado de sus márgenes, “lo que evitaría algo que, en términos técnicos, se denomina microfiltración marginal: evitar que los microorganismos y sus productos penetren en la interfase diente – restauración y produzcan caries secundaria”, agrega Fernández.

Según el balance, hasta el momento lograron mejorar esa adherencia, y los resultados fueron presentados en las Jornadas de la Sociedad de operatoria dental y materiales dentales (ACTO 2012).

Eficiencia energética

En el caso del tema energético, la crisis del petróleo y las normas cada vez más estrictas sobre emisiones a la atmósfera generaron la búsqueda de sistemas alternativos de obtención de energía eléctrica. Entre ellos, las celdas de combustibles aparecen como dispositivos muy atractivos, ya que tienen una alta eficiencia y sus emisiones son mínimas. Entre los distintos tipos de celdas de combustible, las denominadas de óxido sólido (SOFC) son las que concentran la mayor actividad en investigación y desarrollo, debido a su gran eficiencia y rango de aplicaciones.

Según explica Fernández, el desafío actual para convertir a las SOFC en dispositivos de uso masivo consiste en aumentar su confiabilidad (tiempo de vida) y reducir sus costos. Esto, en gran medida, está relacionado con la búsqueda y desarrollo de nuevos materiales que, en este caso, son todos óxidos cerámicos. “Las que se encuentran disponibles comercialmente funcionan a muy alta temperatura (en el rango de 800 a 1.000 °C), en cambio, los nuevos materiales que estudiamos en este proyecto pueden ser usados en un rango de operación que es llamado de temperatura intermedia (400-600 °C). Esta disminución de la temperatura de operación disminuiría el costo total de la celda y su vida útil”, detalla el investigador.

Ahora trabajan en la fabricación de una celda completa (cátodo, ánodo y electrolito) utilizando un vidrio para sellado y verificar el rendimiento en una SOFC. Por otro lado, aclara Fernández, la optimización de los materiales óxidos cerámicos en el área energética no sólo tiene múltiples aplicaciones para las celdas de combustible, sino también para la obtención de hidrógenos (en celdas electrolizadoras), sensores de oxígeno o membranas de separación de gases.

Prensa UNCuyo
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Área de Divulgación científica


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