Los materiales avanzados son aquellos que han sido diseñados o modificados para tener unas propiedades superiores a las de los materiales convencionales, como una mayor resistencia, durabilidad, ligereza, funcionalidad o biocompatibilidad. Estos materiales pueden ser de origen natural o artificial, y pueden estar compuestos por átomos, moléculas, nanopartículas o estructuras complejas.
La investigación y la innovación en materiales avanzados son esenciales para el desarrollo de la industria y la sociedad, ya que pueden contribuir a resolver algunos de los principales desafíos que se plantean en el siglo XXI, como la transición ecológica, la digitalización, la salud o la seguridad. Por ello, la Unión Europea ha destinado una parte importante de su presupuesto para financiar proyectos de investigación e innovación en este ámbito, dentro del programa Horizonte Europa: Nanoleap, para desarrollar una red europea de infraestructuras de investigación y prueba para la fabricación y caracterización de nanomateriales, como nanotubos de carbono, nanofibras o nanocompuestos, Bio4Self, con el que desarrollar materiales compuestos biobasados y auto-reforzados, a partir de fibras de polilactida (PLA) y de lignina, Smatfan, para el desarrollo de materiales funcionales avanzados, como cerámicas, metales o polímeros, que puedan cambiar sus propiedades en función de estímulos externos, como la temperatura, la presión, el campo eléctrico o el campo magnético, y Fibreship, cuyos objetivos se centran en materiales compuestos de fibra de vidrio y fibra de carbono, que puedan utilizarse para la construcción de buques de gran tamaño, como petroleros, cargueros o cruceros. Estos materiales compuestos pueden reducir el peso, el consumo de combustible y las emisiones de los buques, y aumentar su resistencia, durabilidad y seguridad.
Entre los productos y procesos innovadores que utilizan materiales avanzados, se pueden mencionar estos:
- Dispositivos microfluídicos: consisten en redes de canales microscópicos, que pueden manipular fluidos a escala nanométrica. Estos pueden fabricarse con materiales avanzados, como polímeros, cerámicas o metales, y pueden integrar funciones como mezcla, separación, detección o reacción. Estos dispositivos tienen aplicaciones potenciales en campos como la biomedicina, la química, la farmacia o la alimentación.
- Productos impresos en 3D: se obtienen mediante la deposición de capas sucesivas de material, que pueden ser plásticos, metales, cerámicas o biológicos. Pueden diseñarse con formas complejas y personalizadas, y tener propiedades funcionales específicas. Tienen aplicaciones potenciales en sectores como la ingeniería, la arquitectura, el arte o la medicina.
- Tensionadores de pernos: se utilizan para aplicar una fuerza controlada y precisa a los pernos que unen las piezas de una estructura o una máquina. Estos dispositivos pueden fabricarse con materiales avanzados, como aleaciones de aluminio o titanio, que tienen una mayor resistencia, ligereza y durabilidad, y tienen aplicaciones potenciales en sectores como el petróleo y el gas, la energía eólica, la minería o la construcción naval.
- Pasadores para aplicaciones marinas: empleados para unir elementos estructurales en entornos marinos, como plataformas petrolíferas, puentes o embarcaciones. Estos dispositivos pueden fabricarse con materiales avanzados, como aceros inoxidables o superaleaciones, que tienen una mayor resistencia a la corrosión, la fatiga y la abrasión. Además, tienen aplicaciones potenciales en sectores como el offshore (plataformas para la explotación de recursos naturales), el naval, el portuario o el costero.