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15 / may. / 2018

Vanessa García, investigadora de FIDAMC, presenta su tesis y recibe la mención de “doctorado industrial”


Vanessa García, investigadora de FIDAMC, presenta su tesis y recibe la mención de “doctorado industrial”


El pasado 20 de febrero en la Escuela Superior de Ciencias Experimentales y Tecnología de la Universidad Rey Juan Carlos (URJC), Vanessa García Martínez, Ingeniera Química por la Universidad de Oviedo e investigadora de FIDAMC desde noviembre de 2013, llevó a cabo la defensa de su tesis doctoral titulada “Materiales multifuncionales de fibra de carbono y matriz benzoxacina dopada con nanopartículas de grafeno” que ha sido dirigida por Alejandro Ureña Fernández (URJC) y María Rodríguez Gude (FIDAMC). Además, debido al marcado carácter tecnológico e industrial de este trabajo, es la primera tesis presentada en esta Universidad que recibe la mención de “doctorado industrial”.

¿CÓMO SURGIÓ ESTE TRABAJO?

Con este estudio se pretendía abordar uno de los principales retos de la industria del transporte, como es la reducción de peso de las aeronaves, lo que conlleva un menor consumo de combustible y, por tanto, una disminución de emisiones y reducción de costes. Una de las alternativas que se propone para hacer frente a estas necesidades es el empleo de nanorrefuerzos, como por ejemplo el grafeno, que presenta unas propiedades únicas entre las que cabe destacar su ligereza, flexibilidad, resistencia así como su elevada conductividad térmica y eléctrica. La adición de este tipo de nanorrefuerzo a los materiales compuestos convencionales permite la obtención de materiales con propiedades mejoradas, como pueden ser una elevada conductividad térmica y eléctrica. Estas nuevas funcionalidades permitirían que estos materiales puedan ser empleados, por ejemplo, como sistemas de protección contra el rayo lo que favorecería la eliminación o sustitución parcial de las pesadas mallas de cobre.

Por otra parte, en este trabajo se empleó una resina tipo benzoxacina que, además de las propiedades de las resinas epoxi que normalmente se emplean en la industria aeronáutica, presenta otra serie de ventajas adicionales como la posibilidad de almacenamiento a temperatura ambiente, baja absorción de agua y buen comportamiento al fuego, entre otras, lo que amplía su campo de aplicación a otros sectores. Aunque las benzoxacinas son un tipo de resinas que se empezaron a desarrollar hace varias décadas, su incorporación a la industria aeronáutica es relativamente reciente. Además, desde el punto de vista científico, existen pocas investigaciones en los que se estudie la adición de nanorrefuerzos a materiales compuestos con esta matriz.

¿CUALES FUERON LAS PRINCIPALES DIFICULTADES?

Uno de los puntos clave a la hora de incorporar nanopartículas de refuerzo en materiales compuestos es evitar los fenómenos de filtrado y es, precisamente en este punto, donde más dificultades se han encontrado. Debido a la propia naturaleza de las nanopartículas de grafeno, éstas tienen tendencia a aglomerarse, lo que dificulta el procesado de los laminados de fibra de carbono e impide la homogénea distribución de las mismas en estos materiales, limitando la mejora en sus propiedades finales. Además, la viscosidad de la resina aumenta considerablemente cuando se le añade un nanorrefuerzo, lo que también resulta un problema adicional en la fabricación, especialmente cuando se emplean técnicas de infusión o inyección de resina.

¿CUANDO EMPEZÓ VANESSA A TRABAJAR EN EL MUNDO DEL GRAFENO?

Su primera toma de contacto con la nanotecnología tuvo lugar mientras cursaba el Master en Ciencia y Tecnología de los Materiales de la Universidad de Oviedo. Después, comenzó a trabajar con grafeno en el Departamento de Materiales Compuestos del INCAR-CSIC, donde desarrolló su trabajo fin de master bajo la dirección de Rosa Menéndez López, actual presidenta del CSIC, lo que sentó las bases para el posterior desarrollo de su Tesis Doctoral.

¿COMO PUEDE SER EL FUTURO DE LOS NANOMATERIALES EN AERONAÚTICA?

El grafeno tiene mucho potencial, pero todavía se encuentra en una fase inicial cuando se habla de su aplicación a gran escala. Hace falta tiempo para ver los resultados y su aplicabilidad en productos finales y, aunque existen campos donde las aplicaciones ya son reales, si se habla de la industria aeronáutica hay que tener en cuenta que todos los cambios conllevan procesos de certificación muy largos. No obstante, en esta industria sí que se está investigando con el grafeno. FIDAMC no solo ha colaborado en el desarrollo y financiación de la tesis, sino que también participa activamente en el proyecto europeo Graphene Flagship donde se está analizando la aplicación de materiales compuestos de fibra de carbono dopados con grafeno para mejorar ciertas propiedades de los componentes ya existentes. Además, los resultados obtenidos en la tesis doctoral permiten el desarrollo de nuevas líneas de investigación que darán continuación al estudio realizado.

 



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