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Los HEM son una clase de aleaciones o compuestos que en su química contienen al menos cinco elementos principales y en proporciones aproximadamente iguales.

El profesor Velasco, doctor en Ciencias de Materiales, explica que “en las aleaciones convencionales predomina un elemento, mientras que en los HEM la distribución de sus elementos es equitativa maximizando su medida de entropía, lo que implica un nivel elevado de desorden estructural”.

La alta entropía da lugar a propiedades únicas que se pueden ajustar según las necesidades de cada aplicación. Además de las aleaciones, los HEM incluyen otros tipos como óxidos y nitruros, lo cual amplía las posibilidades de aplicación.

Según el académico, una de las características más destacadas de los HEM es su capacidad para ajustar sus propiedades mediante modificaciones en la composición química. Esto significa que cambiando las proporciones de los elementos (estequiometría) es posible mejorar características como dureza, conductividad eléctrica o resistencia a la corrosión. “Estas cualidades los hacen particularmente atractivos en sectores como la energía, la electrónica y la ingeniería de materiales”, destaca el ingeniero mecatrónico.

Aportes a la tecnología de materiales

Los HEM presentan propiedades singulares que no se encuentran en materiales con composiciones más simples. Un ejemplo es el “efecto cóctel”, en el cual la combinación de diferentes elementos genera un conjunto de propiedades únicas que no se hallan en cada elemento por separado. Además las distorsiones en su red cristalina pueden aumentar su estabilidad y resistencia térmica.

“La magia de estos materiales radica en que mediante pequeñas alteraciones a la composición química se pueden ajustar las características fisicoquímicas, y por lo tanto las propiedades”, resalta el investigador.

En ese sentido, los aportes del artículo en revisión “High-entropy materials for energy and electronic applications” –publicado en Nature Reviews Materials– es que analiza aplicaciones emergentes de los HEM, especialmente en energía y electrónica. Según el profesor, “el objetivo es entusiasmar a la comunidad científica con las posibles aplicaciones innovadoras de los HEM”.

Desde 2015 se ha avanzado en el desarrollo de cerámicas iónicas y covalentes de alta entropía en forma de polvo, con estudios que demuestran mejoras en las propiedades de los materiales y en el rendimiento de los dispositivos.

Entre los aportes del profesor Velasco a este amplio trabajo se destacan sus publicaciones sobre el uso de los HEM como electrocatalizadores para la oxidación de agua, el desarrollo de librerías de materiales de alta entropía para la investigación, la producción masiva de esos materiales y su caracterización electroquímica, y el análisis a escala atómica de los aspectos fundamentales y de las propiedades electroquímicas.

Los HEM abren una nueva frontera en la ciencia de materiales, con aplicaciones prometedoras en áreas como conductores iónicos para la producción de hidrógeno, baterías, almacenamiento de energía, y semiconductores. Su resistencia a la corrosión, estabilidad térmica y flexibilidad los posicionan como una opción innovadora para la energía y la electrónica.

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Unimedios | Agencia de Noticias UN

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