Los avances más importantes en el campo de los materiales este año podrían dar lugar a vehículos más limpios y energías renovables más asequibles.
La mejor apuesta para conseguir baterías de coche eléctrico a bajo coste podría ser la gigafábrica de Tesla Motors, que el fabricante de vehículos empezó a construir este verano en Nevada. La fábrica aprovechará las economías de escala para abaratar el coste de las baterías con una química de ion-litio bastante convencional y sus planes son producir cada año la misma cantidad de baterías de ion-litio que todos los productores mundiales juntos. Sin embargo, cambios radicales en la química de las baterías, las baterías en estado sólido y baterías líquidas capaces de recargarse en minutos mediante el bombeo de nuevos materiales de electrodos, también han conseguido importantes avances este año.
Conseguir baterías baratas también podría servir para superar el problema clave de las fuentes de energía renovables como la solar y la eólica: su intermitencia. Las baterías baratas que usan los iones de sodio del agua de mar como electrolito llegaron al mercado este año con la promesa de poder usar energía solar las 24 horas, al almacenar el excedente durante el día. Las baterías hechas de otros materiales baratos, como hierro o los compuestos orgánicos que se encuentran en el ruibarbo, podrían dar lugar a sistemas de almacenaje de energía gigantescos que permitirían que ciudades enteras usaran energía solar durante la noche.
En términos generales, la energía solar sigue siendo más cara que la electricidad generada por los combustibles fósiles, pero las mejoras en el diseño de las células de silicio convencionales (que se están incorporando a planes para una gigafábrica solar), están abaratando esos costes. Y, con el tiempo, avances en células solares ultraeficientes hechas de materiales semiconductores que no sean silicio podrían acabar haciendo que la energía solar sea la fuente de electricidad más barata con mucha diferencia.
Otros avances en materiales este año podrían potenciar las capacidades humanas y servir para que personas lesionadas recuperen algunas de sus funciones. Los investigadores alcanzaron un hito con una piel artificial capaz de dar a la ortopedia una sensación del tacto realista. Un parche de piel electrónica puede detectar temblores similares a los del Parkinson para administrar medicamentos automáticamente. Potentes adhesivos reversibles inspirados en los dedos de las lagartijas permitieron a un humano escalar por una pared de cristal. Google reveló un ambicioso proyecto para crear lentes de contacto multifuncionales capaces de adaptar el enfoque y vigilar los niveles de glucosa. Y vimos qué más se podría hacer con lentes de contacto.
En otro proyecto, Google lanzó un esfuerzo por fabricar nanopartículas capaces de detectar trazas de cáncer o enfermedades cardiovasculares. Aún quedan muchos retos por delante, pero este año algunos investigadores han logrado avances significativos hacia este objetivo, demostrando que las nanopartículas son capaces de encontrar las células cancerígenas más letales en la sangre.
Los investigadores demostraron que se puede usar una impresora 3D para crear vasos sanguíneos, superando uno de los principales obstáculos para el cultivo de órganos humanos completos que sirvan de sustituto para las personas enfermas.
Pero el que quizá sea avance más fascinante en el campo de los materiales este año aún no tiene una aplicación clara: es una cerámica nanoestructurada de larga duración que es una de las sustancias más fuertes y ligeras que se haya fabricado jamás.