La industria del automóvil es una de las muchas áreas que depende de la evolución de la tecnología de materiales. En el Nanoclub de Levi hemos hablado ya de algunas otras, como la química, la cerámica, la metalurgia, la comunicación electrónica, la biomedicina, la robótica o la ingeniería civil. O del almacenamiento de energía, que va a dar un salto gigantesco con las mejoras de la fotocatálisis, la sensibilidad óptica o la resistencia mecánica, que son posibles por las características físicas y químicas específicas del tamaño a nanoescala.

La Nanotecnología avanza por dos autopistas paralelas. En la primera, ayuda a diseñar herramientas diminutas porque altera la forma y el tamaño de los objetos medidos en nanómetros. En la segunda, la gravedad es vencida por las fuerzas electrostáticas y los fenómenos cuánticos, mejorando las características de los materiales. Son las extrañas y asombrosas leyes de la física cuántica a tamaños de entre los 0,1 y los 100 nanómetros.

La nanotecnología ya es un auténtico símbolo del desarrollo de las tecnologías. Los ejemplos que podemos poner son múltiples. Diminutas nanopartículas de dióxido de titanio permiten el efecto del protector solar sobre los rayos ultravioleta del sol. O la pantalla táctil de nuestro teléfono inteligente, que funciona gracias a unos nanocables conductores.

Todo esto está ya sucediendo por mucho que un extravagante tecnófilo como Elon Musk calificara la Nanotecnología de “mierda sin fundamento” (Bs en inglés). Soltó el exabrupto en un tuit de marzo de 2018 con el que pretendía responder a una bióloga molecular australiana llamada Upulie Divisekera, impulsora, entre otras cosas, de un grupo de tuiteros llamado Real Scientists Nano (@RealSci_Nano).

“Nano se aplica a todo y, por lo tanto, no significa nada”, atacó Musk. En ese trino, el tecnomagnate concentró su frustración de entonces respecto a la inexistencia de alternativas ya testadas industrial y comercialmente a las actuales baterías de litio que él sigue montando en sus teslas. Igual, en aquel pulso tuitero se vino definitivamente arriba para acabar comprando la red social Twitter y cerrar cuenta, en plan negacionista. Si lo hizo con sus propios empleados o con los periodistas que siguen el rastro de su jet privado, ¿por qué no hacerlo con los ‘inútiles’ de la ciencia?

Pero, al margen de las bravuconadas del nuevo dueño de Twitter, las nanosoluciones son ya bastante populares en el campo de la seguridad o la durabilidad de los vehículos. Pero están por todas partes, desde la carrocería, al chasis, el interior, los neumáticos, sistemas de transmisión o de escape, todos los cuales pueden tener diferentes funcionalidades debido a la nanotecnología.

Por irónico que parezca, la mayoría de los negocios de Elon, desde su nave espacial SpaceX hasta sus autos, solo funcionan gracias a la nanotecnología. Si nos centramos en las baterías, no hace mucho, Sila Nanotechologies, una startup fundada por Gene Berdichevsky -que, casualmente (o no) es exingeniero de Tesla-, anunció la compra de una fábrica en el estado de Washington para producir baterías para vehículos eléctricos que emplean nanopartículas basadas en silicio que reemplazarían el clásico grafito, material habitual en el ánodo de una celda de batería.

Ello, sostienen en Sila, permitirá la producción de paquetes de baterías más baratos y con una mayor densidad de energía. Las nanopartículas de silicio tienen casi diez veces la capacidad energética teórica de los materiales de grafito más utilizados en las baterías de litio. Esta tecnología, llamada SINANODE fue anunciada previamente por otra empresa, OneD Battery Sciences, un desarrollador de baterías con sede en Palo Alto, California.

El alcance, el tiempo de carga y el coste son los tres factores diferenciales de las distintas tecnologías de baterías que se ensayan para el futuro. Y el silicio es más fácil de conseguir y es más ecológico que el grafito. La tecnología SINANODE se ha ensayado en ordenadores portátiles que salieron al mercado con la marca Whoop. Pero, tras invertir muchísimo en esta tecnología estelar, ahora afrontan, como toda startup que se precie, el reto de escalar rápidamente y con el menor coste posible. En esa llaga puede meter el dedo Elon Musk. Y tendría toda la razón. Anunciar una innovación no asegura que acabe llegando al mercado.

La producción de una batería típica actual cuesta, aproximadamente, 156 dólares por kWh, según datos de BloombergNEF. Si tomamos como referencia este precio -aunque ha bajado considerablemente durante la última década-, una batería eléctrica típica de 75 kWh cuesta alrededor de 11.700 dólares, razón por la cual los vehículos eléctricos cuestan mucho más que los vehículos con motor de combustión interna.

El objetivo de la industria es reducir los costos de producción a 100 dólares por kWh o menos, lo que se considera ampliamente como el punto en el que un vehículo eléctrico costará casi lo mismo que un vehículo con motor de combustión interna.

En otros ámbitos, si la nanotecnología se aplica a los materiales de caucho, se solucionarán las fugas y filtraciones que asolan el mundo del automóvil. Los nanoplásticos presentan excelentes propiedades como alta resistencia, resistencia al calor y menor densidad en comparación con los tradicionales plásticos. Con tamaños de nanopartículas más pequeños que la longitud de onda de la luz visible, los nanoplásticos muestran buena transparencia y alto brillo, por lo que tendrán una amplia gama de usos en automóviles.

En general, los materiales tratados con nanotecnología son 27 veces más resistentes al desgaste que el latón y siete veces más resistentes al desgaste que el acero. Los cojinetes de nanocerámica, por ejemplo, ya se usan en automóviles de Mercedes-Benz. Se puede reducir la tasa de desgaste y corrosión de las piezas de automóviles y los nanolubricantes pueden usar sus excelentes características de fricción para mezclar las partículas con el aceite razonablemente para producir una suspensión y luego formar una película protectora a través de la adsorción, liberación o difusión.

Todos estos desarrollos, extraídos de artículos científicos ya publicados, pueden acabar satisfaciendo las tendencias sociales y las demandas de los clientes para mejorar la ecología, la seguridad y el confort, que hoy en día se conocen como sostenibilidad. Una Bs con mucho más fundamento que la que describió el señor Musk.