Un projecte d’investigació de l’Institut de Materials Avançats (INAM) de la Universitat Jaume I està posant les bases per a la posada en marxa d’una innovadora plataforma intel·ligent pensada per a fer possible la fabricació escalable de tot tipus de materials avançats. Es tracta d’una iniciativa concebuda per a donar resposta satisfactòria a una necessitat de les empreses valencianes: ajustar la seua producció a una demanda de productes cada vegada més personalitzats, amb menors temps de subministrament i major valor afegit. La solució per a garantir la competitivitat de l’empresa valenciana implica fabricar productes que aporten noves funcionalitats o la introducció de sistemes de producció que permeten l’esmentada personalització. Es tracta d’un projecte IDIFEDERER, adjudicat per la Conselleria d’Innovació, Universitats, Ciència i Societat Digital de la Generalitat Valenciana.
D’acord amb el director del projecte, el catedràtic Juan Bisquert, el nou laboratori serà un hub de col·laboració per a químics, físics, informàtics i matemàtics, configurant un entorn interdisciplinari únic que formarà part de l’INAM. «L’essencial és fer un sistema gran, comunicat, que permeta robotitzar i automatitzar a gran escala, per a poder fer moltes versions de materials», argumenta. Per a poder aprofitar-lo al màxim, explica Bisquert, «cal tenir màquines funcionant per tal de comprendre les característiques químiques i la interacció entre variables físiques externes». En definitiva, es tracta de configurar un espai de ciència de frontera amb investigació d’impacte internacional que permeta arribar a invencions útils «en contacte amb la indústria», combinant equips avançats, talent científic i coneixement de la indústria.
El projecte compta amb un gran equip científic amb especialistes com Víctor Sans, expert en el desenvolupament de materials avançats dissenyats per a ser processats amb manufactura additiva (3D printing). A parer seu, la plataforma combina diferents equips i compta «amb una bona infraestructura, bones idees, finançament i professionals per a fer-ho possible, en definitiva és tot un paquet que es retroalimenta». Això genera una progressió que produeix «colls d’ampolla que es van movent». L’espai és un dels factors clau, en aquest sentit. Segons Bisquert, «estem incorporant equipament valorat en un milió d’euros a l’any i ara mateix s’està impulsant un nou edifici finançat per l’UJI i la Generalitat, que confiem tenir a finals de 2023». Els recursos humans hi són un altre punt determinant: «Necessites gent del màxim nivell, i això és el més complicat: la resta de la comunitat científica veu sempre el tipus de gent que ve, que en ser de gran nivell, repercuteix en la reputació de l’Institut i la Universitat», apunta Sans.
El cor de la plataforma és un robot de síntesi i es combina amb altres equips dedicats a fer mesuraments «per a caracteritzar el procés, mesurant que està passant en cada moment», segons explica Víctor Sans. Així, el robot de síntesi combina diferents condicions i un equip de ressonància magnètica nuclear (RMN) pren les mesures, i ambdós es coordinaran «perquè tot tinga la millor direccionalitat, amb algoritmes de machine learning que hi anirem incorporant». Un detall fonamental és que les reaccions es donen en flux continu, optimitzant l’escalat i facilitant la transferència a la indústria.
Amb el robot es poden provar diferents combinacions en temps rècord a través de la seua programació accelerant la investigació: «S’ha estimat que el temps necessari per a fer un desenvolupament es pot reduir un ordre de magnitud amb aquestes plataformes», assegura Sans. De forma molt àgil, es poden veure els resultats dels productes derivats de les reaccions programades: «Els nostres reactors són de flux continu, amb moltes especificacions i amb algunes operacions que estan automatitzades, de forma que es regula el que s’hi introdueix, i el que ix es mesura i recull de forma controlada», afegeix Sans.
Entre els resultats que es persegueixen amb aquesta plataforma es plantegen aplicacions de materials catalítics per a la valorització de diòxid de carboni (CO2), transformant-lo «en productes de valor afegit». Una altra opció és la síntesi de semiconductors per a cèl·lules solars, capaces de transformar la llum en energia a través de materials amb bones propietats, en línia amb l’aprofitament de l’energia que permetrà reduir la dependència de combustibles sòlids.