Departamento de Ingeniería y Química de Materiales

Área de Química de Superficies

Superficies Multifuncionales


Las Superficies Multifuncionales es un área multidisciplinaria que ha desarrollado conocimiento de punta con amplio potencial para atender los requerimientos de la industria, el sector salud y la sociedad en general.

Un ejemplo de aplicación es la fotocatálisis que emplea un material (fotocatalizador) con la capacidad de absorber luz para, posteriormente, llevar a cabo una reacción química. En la última década, la importancia tanto tecnológica como económica de la fotocatálisis ha crecido considerablemente gracias a los avances en el conocimiento y dominio de la química de superficies.

Actualmente existe una permanente investigación para optimizar esta tecnología y extender el espectro de aplicaciones potenciales. Entre estas se incluye: recubrimientos y materiales nanoestructurados con propiedades anti-adherentes, repelencia a la suciedad, descomposición de materia orgánica asociada a grasa (superficies de fácil limpieza) o a microorganismos (destrucción de hongos, bacterias, virus), fotocatalizadores que se activen bajo luz solar para producción de hidrógeno (H2) y de combustibles a partir de dióxido de carbono (CO2) así como materiales con muy alta afinidad por el agua (superhidrofílicos).

Los materiales fotocatalíticos tienen la ventaja de poder usarse en interiores y exteriores: protegen superficies, mejoran la calidad del aire, abaten costos de mantenimiento, destruyen bacterias, fungís y virus, además eliminan olores (compuestos orgánicos volátiles VOCs).

dra.collins

Dra. Virginia Collins Martínez
Tel. +52 (614) 439 1129
virginia.collins@cimav.edu.mx


Cromatógrafo de gases

Otro ejemplo de aplicación son los recubrimientos nanocerámicos con propiedades multifuncionales obtenidos a través de química húmeda. Esta línea de investigación requiere la conjunción de conocimientos en diferentes áreas, las cuales se definirán en función al tipo de superficie a recubrir (metálica, polimérica, cerámica), características físicas y químicas de la superficie (textura, grupos funcionales, estabilidad térmica, etc.), además de las propiedades y especificaciones que deba poseer el recubrimiento de acuerdo al campo de aplicación (mecánicas, térmicas, ópticas, estabilidad química, apariencia, permeabilidad, entre otras).

El incremento en el uso de recubrimientos cerámicos es exponencial. Permite disminuir costos en los materiales sustrato otorgándoles mayor eficiencia a través de nuevas propiedades en su superficie, por ejemplo capas anticorrosivas o antiadherentes. Entre los campos potenciales de aplicación de estos recubrimientos se encuentran la industria automotriz, aeronáutica, aeroespacial, electrónica, alimenticia, farmacéutica, electrodomésticos, entre muchos otros.

Casos de éxito en el Cimav

Los especialistas de este grupo lograron un importante avance tecnológico al desarrollar un recubrimiento nanocerámico que protege la cubierta de acero inoxidable de la estufa de cocina. Evita el amarillamiento del acero y el deterioro por el uso normal, además de facilitar la limpieza disminuyendo la adherencia de la grasa y restos de comida sobre la superficie de la cubierta. Este trabajo generó varias patentes y se realizó con una de las empresas más importantes de la industria de electrodomésticos en el mundo.

El mismo grupo de trabajo también implementó un purificador fotocatalítico de aire en un refrigerador prototipo. Este purificador tiene la capacidad de eliminar malos olores y destruir microorganismos. Los resultados obtenidos bajo condiciones normales de uso indican que la conservación de frutas y legumbres se incrementó por lo menos en 15 días y la concentración de malos olores disminuyó en más del 75 %.

Los desarrollos del área de Química de Superficies tienen como sustento el conocimiento generado a través de la investigación en ciencia básica y aplicada, además de haber adquirido la capacidad para el escalamiento a nivel industrial. Sus investigadores buscan que México no sea solamente un usuario de tecnología sino que, por el contrario, la desarrolle. Así mismo, ofrecen una amplia gama de aplicaciones para los interesados en oportunidades de negocio, así como los más altos estándares académicos en investigación y en formación de recursos humanos.

Líneas de Investigación
  1. Materiales nanoestructurados con propiedades fotocatalíticas bajo luz solar
  2. Desarrollo de recubrimientos (inorgánicos) multifuncionales
  3. Biocombustibles (pirolisis y gasificación de biomasa)
  4. Materiales nanoestructurados para almacenamiento de energía (baterías recargables)


equipo-collins

Este grupo de trabajo cuenta con patentes, publicaciones en revistas especializadas de alto impacto y con un vasto panorama de potencialidades para generar conocimiento científico, desarrollos tecnológicos y proyectos de innovación.