Electrodos hechos de pan podrían reemplazar a los conductores metálicos

Un equipo de investigadores ha desarrollado un método innovador para transformar pan integral en electrodos de carbono con formas precisas, lo que podría revolucionar la fabricación de dispositivos eléctricos. Según informó la Universidad de Pensilvania, este avance no solo ofrece una alternativa a los conductores metálicos tradicionales, sino que también aborda el problema del desperdicio de alimentos, al aprovechar los cientos de toneladas de pan que se desechan diariamente. Este material, obtenido mediante un proceso de calentamiento controlado, presenta propiedades conductoras que podrían ser clave en aplicaciones tecnológicas futuras.

De acuerdo con los investigadores, liderados por David Bujdos, el pan contiene componentes como almidón, proteínas y agua, que al ser sometidos a temperaturas extremadamente altas en ausencia de oxígeno, se convierten en una estructura de carbono. Este material resultante es un buen conductor eléctrico, pero los métodos previos para su fabricación presentaban limitaciones significativas, especialmente en el control de la forma final del electrodo. Esto restringía su utilidad práctica, ya que la geometría del material dependía de la forma original de la rebanada de pan utilizada.

Para superar estas limitaciones, el equipo de la Universidad de Pensilvania desarrolló dos métodos que permiten moldear el pan en formas específicas antes de su carbonización. En el primer enfoque, los investigadores utilizaron moldes impresos en 3D para estampar manualmente trozos de pan en patrones complejos, como un diseño en zigzag. En el segundo método, trituraron el pan en partículas pequeñas, las mezclaron con agua para formar una pasta y luego colocaron esta mezcla en los moldes antes de someterla al proceso de calentamiento.

Ambos métodos lograron conservar la forma deseada del electrodo, pero el segundo enfoque, que implicaba la mezcla del pan con agua, produjo un material más denso y resistente. Aunque el diseño en zigzag no tiene una función específica en esta etapa del desarrollo, fue elegido para demostrar el nivel de control que se puede alcanzar en la geometría del electrodo. Según explicó David Bujdos, el siguiente paso será explorar qué tipos de circuitos eléctricos se pueden construir utilizando estos electrodos de carbono.

El uso de electrodos de carbono derivados del pan no es completamente nuevo. En investigaciones previas, este tipo de material se utilizó para desalinizar agua, pero el control adicional sobre la forma y densidad del electrodo abre la puerta a una gama más amplia de aplicaciones. Según detalló Bujdos, estas podrían incluir la generación de combustible de hidrógeno o incluso el reemplazo de cables de cobre por alternativas basadas en carbono. Este último punto es particularmente relevante, dado el alto costo y la limitada disponibilidad de los metales utilizados en la fabricación de conductores eléctricos.

Sin embargo, el proceso de fabricación de estos electrodos no está exento de desafíos. Para convertir el pan en carbono conductor, se requiere un horno que alcance temperaturas de 800 °C en un ambiente sin oxígeno, lo que dificulta su implementación a nivel doméstico o en entornos no especializados. Esto significa que, aunque la idea de reutilizar las cortezas de pan sobrantes en casa puede parecer atractiva, la tecnología actual aún no permite que este proceso sea accesible para el público general.

Además de sus posibles aplicaciones tecnológicas, este avance tiene implicaciones importantes en términos de sostenibilidad. Según los investigadores, el uso de pan desechado como materia prima para fabricar electrodos podría contribuir a reducir el impacto ambiental asociado al desperdicio de alimentos. Cada día, se desperdician cientos de toneladas de pan en todo el mundo, lo que representa no solo una pérdida de recursos, sino también un problema ambiental significativo debido a las emisiones de gases de efecto invernadero generadas por su descomposición en vertederos.

El enfoque propuesto por el equipo de la Universidad de Pensilvania ofrece una solución innovadora a este problema, al transformar un residuo común en un material con un alto valor añadido. Aunque el proceso aún se encuentra en una etapa experimental, los investigadores confían en que su trabajo podría inspirar nuevas formas de reutilizar otros tipos de desechos orgánicos en aplicaciones tecnológicas.

El desarrollo de electrodos de carbono a partir de pan integral representa un avance significativo en la búsqueda de alternativas sostenibles a los materiales tradicionales utilizados en la industria electrónica. Según destacó David Bujdos, el control preciso sobre la forma y densidad del material es un paso crucial hacia la creación de dispositivos eléctricos más eficientes y respetuosos con el medio ambiente. Aunque todavía queda mucho por investigar, este proyecto demuestra cómo la ciencia puede abordar simultáneamente problemas tecnológicos y ambientales, ofreciendo soluciones innovadoras que beneficien tanto a la sociedad como al planeta.