Gran equipo. Las estudiantes laguneras Diana y Raquel Quiroz Casillas, hijas y alumnas de la investigadora Sandra Casillas.
Las hermanas Diana y Raquel Quiroz Casillas llevan varios años utilizando una tinta microscópica para escribir una historia de éxito única en el Continente Americano. Un capítulo de ese relato es su proyecto de Adhesión de grafeno en fibras sintéticas.
El grafeno es una forma del carbono (como el grafito, el diamante o el carbón mineral) que gracias a su versatilidad se ha convertido en la punta de lanza para una revolución en la industria de las tecnologías.
Se trata de una red bidimensional de hexágonos, similar a un panal, que se mide con una regla infinitesimal. El grafeno que manejan las hermanas Quiroz mide apenas 42 nanómetros (un nanometro es la milmillonésima parte de un metro).
Llevan cerca de dos años aplicados al desarrollo de productos que aprovechen este minúsculo y resistente material. Ese tiempo les ha bastado para crear una compañía, Alquimex, y un instituto de investigación denominado Centro de Innovación de Futuras Tecnologías.
FRUTO DE LA CURIOSIDAD
El proyecto de Adhesión consiste básicamente en las pruebas realizadas por las jóvenes Quiroz Casillas para sumar el carbono minúsculo a una tela de manera que el textil se convierta en un filtro que limpie el agua de impurezas.
La tela tiene que ser sintética porque los materiales orgánicos se queman.
Alquimex es una de cinco compañías que manejan la producción de grafeno. Participan del reducido grupo dos empresas españolas, una sueca y otra estadounidense.
Las hermanas y estudiantes del Tecnológico de la Laguna (institución que no siempre apoya para acudir a encuentros de ciencias) son las primeras en comercializar este producto en México.
Asesoradas por la maestra Sandra Casillas, quien además es su madre, fundadora de la Expo Ciencias que se realiza en Coahuila, Diana y Raquel trabajan con lo que se denomina "el material de Dios".
El nanométrico panal es utilizado para la fabricación, entre otras cosas, de pantallas touch que se doblan y lentes de realidad virtual, también se ha incluido su uso en productos contra el envejecimiento.
Como se trata de un material soluble, las jóvenes científicas se pusieron a disolverlo en compuestos químicos buscando la mejor manera de fijarlo en una fibra o en un plástico.
Si el grafeno se adhiere a un plástico, éste se convierte tanto en un conductor de electricidad resistente al calor como en una pieza hasta cuatro veces más dura que el acero pero ligera como un plástico.
En combinación con un trozo de nylon, esta variedad del carbono se convierte en un filtro capaz de separar al cien por ciento lo que haya de petróleo, aceite, metales pesados, sales y demás en una masa de líquido para consumo humano.
La idea de utilizar el grafeno para separar el agua de elementos nocivos se generó a partir de las novedades sobre daños ambientales causados por derrames petroleros. Así surgió la idea de combinar tela y carbono para que funcione como filtro.
Las hermanas buscan aprovechar los buenos ojos con los que su producto es visto a nivel internacional.
REVOLUCIÓN INDUSTRIAL
Empresas como Apple y Samsung, explican las ganadoras de Expo Ciencias, están poniendo grafeno en todo, y marcas como Jeep ofrecen una gama especial de camionetas para uso militar reforzadas con el resistente derivado.
Con la instalación de Alquimex pretenden difundir y mostrar a las industrias, empresas, centros de investigación, tanto a nivel local como nacional, los beneficios de usar el grafeno.
Raquel comparte que a diferencia de otros filtros, el grafeno garantiza la separación del agua al cien por ciento.
Si se recogiera una enorme masa de agua contaminada con petróleo y se pusiera en uno de los filtros que ellas desarrollan "se podría recuperar el petróleo para volver a usarlo". Del mismo modo, se podría lavar el filtro para reutilizarlo.
"Lo fabuloso del grafeno es que solamente pasa el agua. Ninguna otra molécula pasa por él, porque todas son más grandes", indica Sandra Casillas.
En el Centro que fundaron para investigar los usos de este material están experimentando posibles usos industriales que respondan a condiciones más exigentes como soportar más presión o temperaturas muy elevadas o que puedan adaptarse como filtros rotatorios.
Hemos hecho pruebas, relata Diana, en las que una tela normal que aguanta 20 kilos, ya con el grafeno resiste hasta 70 kilogramos.
El filtro con elemento carbonífero también tiene un potencial tremendo para usos cotidianos como limpiar el agua en los hogares o utilizarlo en botellas para que, donde sea que se rellene el contenido, quede libre de impurezas.
A FAVOR DEL AGUA
Una importante propiedad es su función bactericida. Por sus propiedades nanométricas cierra el paso a grasas, bacterias, metales.
A nivel internacional un gramo de grafeno cuesta entre 70 y 130 dólares (entre 1 mil 372 y 2 mil 548 pesos al tipo de cambio actual).
Agregar un gramo a un litro de pintura serviría para cubrir un metro cuadrado de una casa o de una ventana para convertirla en un elemento fotovoltaico para la generación de energía solar. También tiene la ventaja de que funciona como anticorrosivo y antigraffiti.
Incluso se podría agregar a prendas de vestir de manera que ensuciarse se convierta en una tarea complicada.
La empresa de estas hermanas ya produce metros de tela con grafeno listos para su venta.
En agosto próximo, las Quiroz viajarán a Santiago de Chile a presentar su proyecto y un prototipo de filtro en la Feria Internacional de Ciencias e Ingeniería.
Además, las hermanas tienen en curso la obtención de la quinta patente relacionada con la adhesión de grafeno.
Sobre los contactos que han tenido con el mundo empresarial, recordaron que sus servicios han sido requeridos por varias empresas desalinizadoras y negocios que tiene problemas con el tratamiento de sus aguas residuales.
"Se acercan, ven nuestro producto y dicen 'te lo compro', (nosotras) vendemos la tela o el filtro ya diseñado", explica Diana Quiroz.
Una comunidad de menonitas que tenía problemas con su pozo de riego escuchó hablar de este filtro limpiador y se contactó con ellas. El filtro se hizo y los menonitas prometieron pagar con papas.
INICIATIVA LAGUNERA
La empresa de las hermanas compite, por ejemplo con compañías que venden filtros a precios de casi medio millón de pesos.
"Nosotras vendemos el metro de tela a 6 mil pesos, hacemos el mismo filtro, te cuesta menos de 50 mil y queda igual de bien", comentan.
Estas jóvenes confían en que "el material de Dios" es el principal elemento de la próxima revolución industrial.
Sus competidores en otras partes del mundo, explican, han recibido millones de euros de financiamiento de China y Japón, en esos países están interesados en las aplicaciones de este material.
Uno de los giros con potencial de negocio elevado para esta variedad del carbono es el de la producción de pilas para coches eléctricos.
Una pila de litio, un elemento inestable, una vez cargada dura 400 kilómetros en promedio.
La batería de grafeno, más ligera y con un tiempo de recarga más corto, dura hasta 800 kilómetros.
MAESTRA Y MADRE
Sandra Casillas destaca la necesidad que tiene México de vincular la ciencia con la industria. Ejemplos como el de Diana y Raquel, expone, invalidan esa percepción de que en este país no se pueden generar soluciones.
"Han salido varias veces del país, y han ganado cuatro veces (en los encuentros científicos)", comenta.
Casillas Bolaño es una asidua de las ferias científicas. Ha participado en encuentros de este tipo en Bélgica, Chile, Colombia, Portugal, Francia y Corea del Sur.
Gracias a su primera participación en uno de esos foros se decidió a promover la creación de un evento de este tipo en Coahuila.
"Tenía que compartir esto con los niños de aquí, México participaba pero sin Coahuila", recuerda.
Sobre las diferencias que observa en el respaldo que reciben las delegaciones de las entidades, expone que hay gobiernos que le apuestan a Expo Ciencias.
En Tabasco y Puebla, por ejemplo, el gobierno estatal asigna una partida especial y los estudiantes elegidos saben que si ganan, la administración les volverá a pagar los gastos para que vayan al siguiente encuentro.
En Coahuila, mantener el evento local depende por completo de la iniciativa privada y los ganadores deben buscar apoyos para asistir a las justas internacionales.
El material
El carbono es uno de los elementos químicos más importantes en la naturaleza. Se encuentra en todos los seres vivos y, según se distribuyan sus átomos, puede formar sustancias con distintas características. A partir del carbono se consigue el grafeno. Este material surge cuando pequeñísimas partículas de carbono se agrupan de forma muy densa en láminas de dos dimensiones muy finas (tienen el tamaño de un átomo), y en celdas hexagonales.
El grafeno se obtiene a partir de una sustancia abundante en la naturaleza, el grafito. Ésta, forma parte de nuestra vida cotidiana, ya que se emplea para fabricar muy variados objetos, desde la mina de los lápices hasta algunos ladrillos.
Expociencia encubadora de talento
La primera vez que hice ExpoCiencias aquí, indica Sandra Casillas, una persona de gobierno me ofreció ayuda, pero con la condición de que ellos iban a escoger los jueces, no es el modelo que yo visto en otros lados. Por ello, Casillas Bañuelos rechazó la ayuda y buscó apoyos en la IP lo que le permite invitar a juzgar a maestros de todas las universidades, empresarios, y especialistas.
El encuentro se realiza en la Unidad Deportiva de Torreón en el mes de mayo. Como la cita nacional es en diciembre, eso da tiempo de afinar las ideas. El buen desempeño de Coahuila en las citas de jóvenes científicos se ha visto reflejado en que le asignan hasta 22 lugares para participar.
Hay estados a los que les dan tres o cinco. El criterio para la distribución de los espacios es la eficiencia en los proyectos presentados. Además, los foros de emprendedores de la ciencia son un escaparate para los jóvenes.
Sandra Casillas comenta que ese fue el caso de dos equipos asesorados por ella. Una vez que los estudiantes se graduaron, un par de empresas se llevaron a los conjuntos completos para que siguieran desarrollando proyectos. Del mismo modo, los triunfos conseguidos por Diana y Raquel han llegado aún sin el apoyo del plantel en el que estudian. Para viajar a Tabasco a uno de los encuentros, las jóvenes vendieron una tela con grafeno: "Con eso pagamos los viajes".
Lo que han ganado, enfatizan, lo han ganado fuera y con proyectos como el de un aditivo fotovoltaico para pintar una superficie y generar energía que permitió a Raquel y Diana participar en una Feria Científica de Google para menores de edad. "Somos el único equipo en siete años que ha quedado en alguna etapa de esa feria", comparte Diana.
Sandra Casillas expone que esa feria es un tema preocupante, porque habla de la necesidad de elevar la calidad de los proyectos que se generan en el nivel de menores de 18 años.
No obstante, también es un referente que indica el buen trabajo que se está haciendo en Coahuila, estado que tiene a "las únicas campeonas de Google". Ese indicador significa que, por resultados, en toda la República Mexicana, difícilmente pueden igualar al trabajo que se realiza bajo la tutela de la maestra Casillas Bañuelos.
