Células solares liliputienses

¿Os acordáis de Viaje Fantástico y del micro-submarino en el que los personajes viajaban por las arterias a curar un coágulo cerebral? Seguro que sí. ¿Y de cómo se propulsaba el sumergible? Seguro que no, porque el guionista no se molestó en explicarlo, aunque se supone que funcionaba con motores convencionales, miniaturizados por un "rayo reductor". Lástima que en la vida real no dispongamos de medios semejantes para mover los portentosos aparatos nanotecnológicos. Por eso presenta especial interés la liliputiense célula solar ideada por expertos estadounidenses.

La nanotecnología, cabeza de la revolución tecnocientífica del siglo XXI, demanda medios de suministro energético igualmente diminutos. En esa dirección apuntan las mencionadas células -tan pequeñas como esta letra "o"- confeccionadas con un polímero orgánico por Xiomei Jiang y su equipo de la Universidad del Sur de Florida, informan en el 'Journal of Renewable and Sustainable Energy' (ver pdf). Las células convencionales se basan en silicio, el material de los "chips" informáticos. El novedoso compuesto no sólo posee las mismas propiedades conductoras, sino que además puede disolverse e imprimirse en material flexible.

Las células poliméricas fueron diseñadas para alimentar un sensor microscópico hecho con nanotubos de carbono, destinado a la detección de toxinas y sustancias peligrosas. Dichos nanotubos detectan con gran sensibilidad cualquier sustancia, midiendo las alteraciones eléctricas que tienen lugar cuando un compuesto químico pasa por su interior (cada compuesto induce un cambio específico en la señal eléctrica).

Desde el descubrimiento de la electricidad, los científicos se han devanado los sesos intentando crear pilas, baterías y generadores más y más pequeños. Hoy, al menos en teoría, la miniaturización no encierra secretos, pero en la práctica aún no se ha resuelto cómo obtener "nanobaterías" o mini-dispositivos basados en energías renovables.

La evolución de las células solares conoce tres etapas: la primera la representaron las células de láminas de silicio, hace tres décadas. Tecnología rompedora en su momento, acabó mostrando limitaciones: necesita materiales caros y resulta poca práctica: como el silicio no absorbe la luz fácilmente, las láminas deben ser muy gruesas, y su fragilidad dificulta su manipulación. La segunda oleada llegó hace diez años con las células de "láminas delgadas": un hojaldre de capas cien veces más finas que las láminas anteriores. Tampoco es perfecta: las células se imprimen mediante procesos en alto vacío, lentos y costosos; y las láminas se depositan directamente sobre cristal, en vez de usar un sustrato conductor de modo de ahorrar electrodos y aumentar el rendimiento.

La tercera oleada la forma un grupo de tecnologías encaminadas a superar los citados inconvenientes. Una vía original la ofrece la nanocélula polimérica. "Pienso que estos materiales poseen un potencial mayor que el silicio tradicional", expresa Jiang. "Pueden volcarse sobre cualquier superficie expuesta a la luz del sol", añade la investigadora, dibujando un futuro en el que las paredes de los edificios, los tejados, la carrocería de los coches, la ropa inclusive, se transformen en superficies captadoras de energía solar.

Todavía resta mucho camino por andar. En pruebas de laboratorio la nanocélula consumió el doble de energía producida con la luz solar. Siendo aquí tan importante la miniaturización como la eficiencia, el próximo objetivo de Jiang y sus colegas consistirá en optimizar el voltaje de su invento y combinarlo con el sensor de nanotubos. De conseguirlo, se habrá dado un importante paso hacia las nanotecnologías verdes.