El Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) comunicó este lunes que participa en el proyecto europeo Prime, cuyo objetivo es fabricar un nuevo tipo de cerámicas conductoras de electricidad a partir de materiales de biomasa, como la celulosa, "mediante un proceso más rápido, eficiente y con menor coste ambiental".

La iniciativa ha sido seleccionada y financiada en la convocatoria europea M-ERA.net y, según el ICMM-CSIC, ya ha despertado el interés de más de media docena de empresas de todo el mundo. El investigador del CSIC Bernd Wicklein, responsable del proyecto en España, explicó que el equipo va a crear electrocerámicas mediante impresión 3D multimaterial, "una tecnología que permite combinar varios materiales de forma simultánea en una sola pieza". La clave es "añadir nanopartículas de celulosa, que después reciben un tratamiento térmico ultrarrápido y se transforman en nanoestructuras carbonosas conductoras".

WAFER CHUCKS

Estas cerámicas están pensadas para fabricar componentes de alta tecnología utilizados durante la producción de semiconductores. En concreto, el proyecto desarrollará prototipos de los llamados ‘wafer chucks’, piezas que funcionan como soportes de las obleas de silicio sobre las que se fabrican los chips y que deben combinar zonas conductoras con áreas capaces de disipar calor.

La novedad del proyecto reside en que pretende "integrar en una misma pieza cerámica zonas conductoras, calefactores, electrodos y sensores sin necesidad de recubrimientos metálicos ni ensamblajes adicionales". Esto permitiría simplificar procesos de fabricación que actualmente "son costosos, consumen mucha energía y limitan la libertad de diseño", según el CSIC.

El proceso combina tres fases internacionales: el ICMM-CSIC preparará la mezcla cerámica con su aditivo de nanocelulosa, basado en una patente previa del centro; la empresa alemana Amarea Technology GmbH, que lidera el proyecto, imprimirá los componentes con tecnología 3D multimaterial; y el Instituto Jožef Stefan de Eslovenia aplicará el tratamiento térmico para consolidar la estructura cerámica. Después, el material volverá a España para comprobar que sus propiedades eléctricas son las esperadas.

Según Wicklein, la técnica es especialmente relevante porque permite reducir el tiempo de calentamiento y calcinación de las piezas desde varias horas a apenas unos minutos. El equipo esloveno empleará una tecnología capaz de alcanzar 1.250 grados Celsius en dos minutos y medio, "lo que reduce el consumo eléctrico y permite obtener una microestructura más fina y refinada".

El ICMM-CSIC detalló que Prime puede reforzar la competitividad europea en la fabricación de semiconductores y equipos de alta tecnología, al reducir costes, consumo energético y tasas de residuos. Desde el punto de vista ambiental, el proyecto busca "disminuir las emisiones de CO2, mejorar el uso de recursos y reducir la dependencia de materias primas críticas mediante materiales de base biológica y procesos más sostenibles".