En la actualidad una de las principales áreas a explorar en el campo de los materiales avanzados es el desarrollo de métodos de química verde o sostenible, mediante los cuales se pretende reducir o evitar la generación de productos peligrosos para la naturaleza. De acuerdo con académicos del Centro de Investigación y Estudios Avanzados (Cinvestav), en los últimos años en México se ha comenzado a incrementar significativamente el interés por trabajar en esas metodologías.

Un ejemplo de ello es el procedimiento desarrollado por la investigadora Esmeralda Mendoza para producir compuestos cerámicos que se usan en diversos desarrollos tecnológicos. Mediante su propuesta, la energía que se emplea para crear dichos compuestos se reduce al mínimo, lo mismo que los residuos que se generan.

La egresada de la Unidad Saltillo del Cinvestav fue reconocida por su tesis doctoral con el Premio Arturo Rosenblueth 2014 en el apartado de Tecnología y Ciencias de la Ingeniería. Su investigación, titulada Síntesis a baja temperatura, caracterización estructural y propiedades de aluminatos de tierras raras, que propone una ruta suave de síntesis innovadora, para generar compuestos cerámicos con diversas aplicaciones tecnológicas.

Desarrollamos un proceso que permitiera la preparación a baja temperatura de una serie de composiciones que nos interesaban, en este caso unos aluminatos de tierras raras, y a la vez caracterizar los productos obtenidos para evaluar sus propiedades eléctricas y ópticas, explicó Esmeralda Mendoza.

Los compuestos cerámicos de aluminatos presentan interesantes propiedades química y físicas que generan una amplia variedad de utilidades prácticas como componentes en dispositivos ópticos, electrónicos, electroquímicos, piroeléctricos, piezoeléctricos, magnéticos, estructurales y térmicos, entre otros, sostuvo la investigadora.

Inicialmente estos aluminatos se preparaban por métodos tradicionales con temperaturas elevadas de más de 1700 grados centígrados y tiempos largos de reacción, propiciando poco control en la homogeneidad química, tamaño de partícula o densificado.

Con el empleo de rutas suaves, basadas en soluciones acuosas, que representan alternativas viables, se ha conseguido optimizar las propiedades finales y disminuido la temperatura de su síntesis a 600 grados centígrados, pero en algunos casos los procedimientos son complejos y a menudo requieren de reactivos tóxicos, como solventes de difícil manejo y de limitada disposición comercial.

Entonces, la investigación propone diseñar una metodología de química verde para tratar de preparar esa clase de materiales aplicando una ruta responsable con el medio ambiente; se trabajó con un medio de reacción inorgánico, nitratos a baja temperatura, y esta nueva ruta de síntesis podría escalarse para permitir la preparación de óxidos mixtos para diversas utilidades tecnológicas.

Estos cerámicos avanzados, principalmente electrocerámicos, se utilizan como piezoeléctricos, sensores de oxígeno y electrolitos sólidos para celdas de combustible cerámicas. Esta última constituye actualmente una alternativa para la generación de energía eléctrica. También podrían ser usados como sustrato para depositar superconductores en la industria de sistemas electrónicos, entre otras tantas aplicaciones, señaló Esmeralda Mendoza.