Desarrollan nuevos materiales cerámicos para aplicarlos en salud y energía

4 10 2012

Científicos del Balseiro trabajan con esta tecnología buscando extenderla al tratamiento del cáncer, a técnicas odontológicas y a mejorar la eficiencia energética.

nuevos materiales vitrocerámicos

Estos nuevos materiales vitrocerámicos también servirán para mejorar técnicas odontológicas.

Generalmente identificada con el mundo artístico, la cerámica es un material muy noble con aplicaciones en más áreas de las que se cree. Es el caso de un grupo de científicos del Instituto Balseiro de la UNCuyo -con sede en Bariloche-, que desarrollaron 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.

Con respecto a la salud la investigación desarrolló microesferas de vidrio radioactivas que se traban en el hígado, cerca de los tumores que reciben la radiación que se desprende desde ellas. Pero esas microesferas también pueden ser utilizadas en odontología en la adhesión de restauraciones de inserción rígida, totalmente cerámicas, según detalló 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 la 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, inclusive 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, como es el desarrollo de microesferas para el transporte de medicamentos, que permitan separar selectivamente iones de una solución.

Radioterapia

Uno de los aspectos de esta inédita investigación en Argentina es la que intenta instalar 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 radioactiva 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 que se recomienda su aplicación aumenta la expectativa de vida de los pacientes”, aclara.

El proyecto logró producir las microesferas, caracterizarlas y actualmente se utilizan 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 y lograron 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, produciendo caries secundaria”, agrega Fernández.

Según el balance que hace hasta el momento, lograron mejorar esa adherencia, y los resultados -comprendidos en una tesis de ingeniería realizada por Pablo Bejarano- fueron presentados en las Jornadas de la Sociedad de Operatoria Dental y Materiales Dentales (ACTO 2012) en setiembre pasado.

Eficiencia energética

En el caso del tema energético es bien conocido que 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 oxido 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 a 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 1000 °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 están trabajando en la fabricación de una celda completa (cátodo, ánodo y electrolito) utilizando algún vidrio para sellado y verificar el rendimiento en una SOFC, trabajo que se encuentra en marcha.

Por otro lado, aclara Fernández, la optimización de los materiales óxidos cerámicos en el área energética no solo 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.

 

 

Uncu.edu.ar [en línea] Mendoza (ARG): uncu.edu.ar, 04 de octubre de 2012 [ref. 13 de septiembre de 2012] Disponible en Internet: http://www.uncu.edu.ar/novedades/index/desarrollan-nuevos-materiales-ceramicos-para-aplicarlos-en-salud-y-energia


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