El investigador de los polímeros celulares

Natural de Valladolid. Félix Lizalde comenzó su andadura académica en 2018 cursando el Grado en Física en la Universidad de Valladolid (UVa), donde se graduó en 2022. Fue en ese momento cuando empezó su interés por la investigación en los polímeros, centrando su TFG en mejorar el aislamiento térmico de estas macromoléculas mediante bloqueadores de radiación infrarroja.

«Desde el principio me interesó la física aplicada y experimental, pero ese interés se potenció cuando descubrí que el campo de los materiales permite conectar investigación puntera con resultados útiles para la sociedad. Este ámbito combina buena ciencia, retos técnicos y un impacto directo en innovación industrial. Por ello fue ahí donde decidí que quería aportar mi trabajo como investigador», explica el joven.

Tras finalizar su licenciatura se incorporó al laboratorio CellMat (Cellular Materials Laboratory), especializado en materiales celulares. Allí ha trabajado desde entonces en la producción, caracterización y diseño de polímeros espumados y nanoporosos y, actualmente, sus labores se centran en la «búsqueda de nuevos materiales ultraligeros y eficientes para industrias exigentes, como la automoción, la electrónica o la construcción sostenible».

Compaginó ese trabajo con la realización del Máster en Nanociencia y Nanotecnología Molecular de la UVa, y, tras finalizar esa etapa, lleva desde 2023 dedicado al desarrollo de su tesis doctoral en la universidad vallisoletana con una beca competitiva financiada por el Ministerio de Ciencia.

En su día a día estudia materiales celulares, polímeros, que contienen una gran cantidad de aire distribuido en forma de poros microscópicos. «Al incorporar aire de forma controlada en ellos obtenemos materiales más ligeros que el plástico original los cuales son capaces de mantener o incluso mejorar sus propiedades térmicas y mecánicas».

«Ahora mismo, trabajamos tanto con polímeros sintéticos como con matrices bio, como es el caso del colágeno, para reducir el impacto ambiental. Nuestro objetivo no solo es aligerar los materiales, sino ofrecer alternativas sostenibles que puedan sustituir a los sólidos tradicionales cuando las aplicaciones lo permitan».

«En ese reto también se enmarca mi tesis doctoral». Esta se centra en la producción de polímeros nanocelulares a partir de polímeros de altas prestaciones, es decir, «materiales que ya poseen propiedades excelentes y que tratamos de mejorar introduciendo aire en forma de nanoporos. Estos materiales son capaces de competir con otros más convencionales en resistencia, pero cuentan con una densidad mucho menor», incide.

Su objetivo con esta investigación es generar estructuras con poros del orden de decenas de nanómetros, mil veces más pequeños que el grosor de un cabello, los cuales permitan reducir el peso de los materiales y mejorar el aislamiento térmico, todo ello manteniendo la transparencia para aplicaciones en ventanas o electrónica.

«Lo que busco no es solo fabricarlos, sino entender los mecanismos que controlan sus propiedades para poder diseñarlos de manera eficaz».

La investigación trata de satisfacer «una demanda clara que hay de materiales más ligeros, eficientes y con menor impacto ambiental. Reducir peso implica ahorrar combustible, energía y recursos. En particular, los polímeros de altas prestaciones no son muy sostenibles de por sí, pero al espumarlos conseguimos que sean materiales un poco más respetuosos con el impacto medioambiental. Donde ya se encuentran en uso actualmente son complicados de sustituir, pero esta estrategia les consigue buscar un reemplazo por una versión mejorada de sí mismos».

El desarrollo de este estudio «no consiste solo en fabricar un material y medirlo», sino que se comprende de diferentes fases. Por un lado, ha trabajado en la fabricación y control del proceso para entender cómo los parámetros de producción modifican la nanoestructura.

Adicionalmente, se ha centrado en la caracterización estructural detallada, por la que ha analizado esa estructura en profundidad, ya que «pequeñas variaciones en el tamaño o la distribución de los poros cambian completamente el resultado». Y, finalmente, ha incidido en la investigación de las propiedades mecánicas, térmicas, ópticas y su relación con cómo se ha fabricado el material. «Esta relación es clave para poder optimizarlo».

Así, quiere «entender los mecanismos que explican el comportamiento de estos materiales nanocelulares: por qué resisten, cuándo fallan, qué estructura les permite funcionar mejor... Si respondemos a esas preguntas, podremos diseñar materiales del futuro de manera eficiente e inteligente, en vez de por ensayo y error. Ese conocimiento permitirá crear espumas ajustadas a las necesidades de cada industria», remarca.

Actualmente, están trabajando en los mecanismos físico-químicos de sus propiedades mecánicas y asegura que «todo indica que hemos encontrado una pieza clave que, hasta ahora, ha pasado desapercibida en la literatura y que podría explicar el origen de estas propiedades en polímeros nanocelulares».

Gracias a este trabajo Félix Lizalde ha obtenido el segundo puesto en el concurso PhD Cup, un certamen de divulgación en inglés organizado por la asociación de universidades europeas del SGroup. Este reconocimiento ha supuesto «una gran visibilidad, tanto a nivel local como internacional» para el proyecto.

«A nivel regional, me ha permitido acercar mi investigación a la sociedad y, además, en la final del concurso pude presentar mi trabajo frente a representantes de universidades europeas lo cual me dio la oportunidad de obtener contactos a nivel internacional. Personalmente, ha sido una experiencia muy enriquecedora que refuerza el impacto social de la investigación, y demuestra que desde Valladolid también podemos liderar avances tecnológicos».