Nuevos Materiales

Objetivo y Visión

El programa Materiales Nuevos combina la experiencia en el diseño y la síntesis de componentes nanométricos y moleculares con su integración en materiales y dispositivos macroscópicos. ¿El objetivo? Explorar nuevas composiciones de materiales y métodos de procesamiento con capacidades multifuncionales mejoradas, tales como propiedades electroquímicas, biológicas, mecánicas, acústicas, eléctricas y de resistencia al fuego. En segundo lugar, explorar las relaciones entre el procesamiento, la estructura y las propiedades, desde la escala nanométrica hasta la macroscópica, para una amplia gama de composiciones químicas y aplicaciones. Formado por químicos, físicos e ingenieros (químicos, de materiales, mecánicos y aeronáuticos), este grupo de investigación interdisciplinar lleva a cabo investigación tanto fundamental como aplicada mediante una estrecha colaboración con empresas de los sectores del transporte, aeroespacial, energético, nanotecnológico y biomédico. Las instalaciones de investigación del programa incluyen equipos de última generación para la síntesis, el procesamiento, la fabricación, la caracterización estructural y de materiales, y el estudio de las propiedades de los materiales.

Principales líneas de investigación

  • Síntesis de híbridos nanocarbono/semiconductor para aplicaciones de foto y electrocatalisis; estudio de la interacción de los nanocarbonos con moléculas en fase líquida, polielectrolitos y sales inorgánicas.
  • Síntesis y ensamblaje de nanohilos inorgánicos en forma de hilos y tejidos macroscópicos.
  • Sensores triboeléctricos, termo-resistivos químicos, piezorresistivos y piezoeléctricos.
  • Materiales jerárquicos: diseño de materiales desde la nanoescala hasta la macroescala, materiales reforzados con nanomateriales, materiales porosos, materiales compuestos con conductividad eléctrica y térmica mejorada, y materiales con imprimibilidad 3D integrada.
  • Fotocatalizadores de perovskitas halogenadas para la conversión de energía solar en energía química.
  • Materiales sostenibles: nanoportadores de origen biológico, nuevos nanomateriales huésped-anfitrión, nanocompuestos poliméricos multifuncionales, materiales poliméricos renovables y reciclables, polímeros biodegradables, refuerzo con fibra de carbono, etc.
  • Materiales ignífugos mediante nanodiseño: nanomateriales multifuncionales para aumentar la resistencia al fuego, como hidróxidos dobles laminares (LDH), estructuras metal-orgánicas (MOF), sepiolita, disulfuro de molibdeno, nanocarbonos, grafeno, nanocristales de celulosa, etc.
  • Materiales para almacenamiento y ahorro de energía, incluidos materiales de cambio de fase (PCM) para gestión térmica.
  • Reciclaje termo- y electrocatalítico de residuos poliméricos.
  • Diseño y síntesis de alto rendimiento mediante pulverización catódica magnetrón (magnetron sputtering) de nuevos catalizadores para la producción de hidrógeno verde y la generación de energía basada en hidrógeno mediante ingeniería de deformación elástica.
  • Desarrollo de óxidos metálicos nanoestructurados y catalizadores de átomo único para la electrólisis del agua.
  • Aleaciones de alta entropía para aplicaciones de electrólisis del agua.
  • Impact, high temperature, mechanical, fire and predictive simulation.
  • Prediction and prevention strategy for metal- and polymer-based composite materials under simultaneously extreme conditions such as high-temperature behaviour and structural loading.
  • Ánodos de silicio nanoestructurado y otras aleaciones para baterías.
  • Electrodos basados en nanotubos de carbono y colectores de corriente libres de metales.
  • Desarrollo de electrodos mediante ingeniería de defectos (defect-engineered electrodes).
  • Materiales resistentes al fuego para sistemas de baterías.
  • Electrolitos y aglutinantes ignífugos, tanto líquidos como en gel o en estado sólido.
  • Optimización de la composición de electrolitos acelerada mediante inteligencia artificial.
  • Materiales activos para baterías de nueva generación posteriores a las baterías de ion-litio (post-Li-ion batteries).
  • Stents cardiovasculares metálicos biodegradables fabricados mediante impresión 3D.
  • Nuevos materiales para ingeniería de tejidos y medicina regenerativa: andamios metálicos bioabsorbibles y compuestos para la regeneración de hueso y cartílago mediante impresión 3D, así como andamios derivados de biopolímeros naturales (por ejemplo, la matriz extracelular) para la ingeniería de tejidos musculoesqueléticos y de la médula espinal.
  • Estrategias basadas en metamateriales para la restauración de funciones tisulares.
  • Materiales y dispositivos para órganos en chip (organs-on-chips), generación de esferoides y organoides, y modelos tisulares in vitro.
  • Nanopartículas metálicas degradables para aplicaciones biomédicas con actividad anticancerígena o antibacteriana.
  • Biofuncionalización y modificación superficial de materiales mediante moléculas para mejorar su rendimiento y funcionalidad.
  • Diseño de metamateriales acústicos y mecánicos para el control de ondas, la mitigación de vibraciones y la gestión de la energía.
  • Materiales programables y reconfigurables que permiten el control dinámico de sus propiedades mecánicas y acústicas.
  • Comportamientos emergentes y colectivos en medios estructurados.
  • Efectos topológicos en sistemas acústicos y elásticos para el transporte robusto y direccional de ondas.
  • Estructuras adaptativas y con cambio de forma (shape-morphing) capaces de soportar grandes deformaciones y generar respuestas mecánicas funcionales.
  • Metamateriales para la mitigación de impactos, la absorción de energía y el funcionamiento en condiciones mecánicas extremas.
  • Acoplamiento multifísico en metamateriales (acústico, mecánico y térmico) para proporcionar funcionalidades avanzadas y mejoradas.

GRUPOS DE INVESTIGACIÓN