Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid

27 Sep, 2018 | I+D+i, Investigación y desarrollo septiembre 2018

“Apostamos por materiales emergentes, base de las aplicaciones del futuro”

 

Dr. Marcos Zayat

Director del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM)

 

El Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM) es el centro más destacado del país en las áreas de Ciencia de Materiales y Nanotecnología. Su equipo de 200 científicos, de los que el 40% son mujeres, trabaja en relevantes proyectos nacionales e internacionales que pretenden aportar luz sobre los retos a los que se enfrenta la Humanidad.

¿Cuándo y con qué objetivos nació el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid?

El ICMM es un centro del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), el mayor organismo de investigación en España. Se crea en 1986 con vocación multidisciplinar, agrupando a cuatro institutos de distintos campos en la Ciencia de Materiales. Desde entonces trabajamos para dar respuesta a los retos de la sociedad en áreas como la energía, la salud, las comunicaciones, el medio ambiente o la sostenibilidad.

 

¿Qué perfil de profesionales forma el equipo de trabajo y cómo se financia la investigación?

Somos más de 200 científicos, principalmente físicos y químicos, asociados en 30 grupos de investigación. Alrededor de la mitad son estudiantes de grado, doctorandos y doctores jóvenes. En estos 32 años se han formado más de 300 doctores en el Instituto. El porcentaje de mujeres científicas alcanza casi el 40%, y en la escala más alta hemos pasado del 0% al 38% de representación femenina en los últimos 15 años.

La investigación se desarrolla con los presupuestos de proyectos competitivos, que en la actualidad incluyen ocho proyectos europeos (tres de ellos en el programa ERC, el más prestigioso de la UE) y más de 60 proyectos nacionales y regionales.

 

El ICMM publica más de 300 artículos al año en revistas científicas, incluidas las más prestigiosas como Nature y Science, y sus publicaciones han sido citadas más de 200.000 veces.

Stardust: Simulador de reacciones químicas en el espacio interestelar

¿En qué diferentes líneas están investigando en la actualidad?

Apostamos por los materiales emergentes de hoy, que son la base de las aplicaciones del futuro en las áreas antes mencionadas. En concreto: Materiales para la sostenibilidad del planeta como supercondensadores más eficientes; materiales novedosos para generar energía fotovoltaica barata; para reducir el consumo energético en procesos químicos o para recubrir grandes superficies con LEDs orgánicos flexibles. También para crear ventanas inteligentes o fabricar sistemas ingeniosos que aceleren la captación del CO2 ambiente. Nanopartículas para Nanomedicina destinadas a destruir tumores por calentamiento local o liberar medicamentos en el interior del organismo. También sistemas de imagen capaces de visualizar el interior de tejidos sin dañarlos, o sensores de parámetros vitales extremadamente sensibles que se pueden llevar en el bolsillo (point of care).

Asimismo, trabajamos con materiales alternativos para la electrónica del futuro, que constituyen las entrañas de todos los dispositivos que usamos a diario y proporcionan más y mejores prestaciones, desde el chip de nuestra tarjeta de crédito, al teléfono móvil o al sistema de medida de la insulina. Y tecnologías emergentes como la espintrónica, que aprovecha el espín del electrón además de su carga, o la computación cuántica, que usa los estados cuánticos para manejar la información.

Tampoco podemos olvidarnos de los materiales bidimensionales que, como el grafeno, están constituidos por una única capa de átomos y presentan propiedades excepcionales, aprovechables para fabricar células solares o fotodetectores flexibles y muy eficientes. Por último, estamos investigando también sobre nuevos materiales artificiales que retan a las bases del conocimiento, bien porque combinan propiedades conocidas de forma singular dando lugar a respuestas novedosas, como los multiferroicos —a la vez magnéticos y ferroeléctricos—, o porque están basados en principios matemáticos complejos, como los topológicos, que abren la puerta a aplicaciones aún difíciles de imaginar.

 

¿Cuáles son los avances más significativos alcanzados a lo largo de la historia del ICMM?

Los avances en investigación básica no son visibles a corto plazo, pero son los armazones que sustentan los descubrimientos del futuro. El ICMM es reconocido mundialmente por descubrimientos teóricos cruciales, por ejemplo, sobre el grafeno, junto a los premios Nobel André Geim y Konstantin Novoselov. Somos pioneros en el desarrollo de MOFs, un revolucionario tipo de materiales nanoporosos con aplicaciones en la captura de CO2, o en dispositivos para captar y liberar agua en zonas áridas. También hemos sido reconocidos en la fabricación de cristales de luz para los futuros ordenadores fotónicos, o en el desarrollo de herramientas en microscopía de fuerzas con el fin de estudiar sistemas biológicos en medios acuosos.

Cultivo de células progenitoras neurales de rata sobre microfibras de óxido de grafeno reducido

¿Cuáles son las principales sinergias que tienen establecidas dentro y fuera de España?

El ICMM es eminentemente pluridisciplinar, por lo que es capaz de interaccionar con centros tan diferentes como la Agencia Espacial Europea para desarrollar recubrimientos para satélites, o con hospitales para la regeneración de la médula espinal. En el programa “Synergy”, financiado por la UE, un grupo de física de superficies y otro de astroquímica tienen por objetivo simular el espacio interestelar y generar en el laboratorio las reacciones químicas que pudieron ser el origen de la vida. Muy importante es el liderazgo del ICMM en una de las 19 partes que componen el gran proyecto europeo a 10 años sobre grafeno “Graphene Flagship” que aúna 150 centros de investigación académicos e industriales de 23 países en Europa.

 

¿Qué aplicaciones tienen los hallazgos del ICMM en la industria y en el día a día de los ciudadanos?

Colaboramos con empresas nacionales e internacionales, por ejemplo, en la construcción del sistema de alineamiento del Gran Telescopio de Canarias o en el desarrollo de baterías basadas en grafeno para automoción con Repsol.

Ocho de las patentes del ICMM han sido licenciadas por empresas, para, por ejemplo, fabricar materiales cerámicos antibacterianos, nanopartículas con composición controlada, o sensores basados en micro- y nano-hilos magnéticos con prestaciones optimizadas, como alta sensibilidad y rapidez. Además, se han creado dos empresas de base tecnológica, una dedicada a la fabricación de un nuevo concepto de puntas para microscopía de fuerzas atómicas, y la otra, al desarrollo de nuevos dispositivos electrónicos con materiales orgánicos.

Un viejo mineral nos enseña nuevos trucos para fabricar nanomateriales en nanodispositivos integrados

Imagen de microscopía electrónica de barrido de un ópalo artificial compuesto por esferas de sílice de 300 nanómetros. El color azul (artificial) resalta la presencia de agua en la estructura

Microscopio de fuerzas fabricando dispositivos nanolectrónicos

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