Nuevo Compuesto Epóxico con Arquitectura Molecular Controlada Impulsa la Fiabilidad de los Dispositivos Energéticos

El año 2025 marcó un hito significativo para la ciencia de los materiales. Un equipo de investigación, adscrito a la Escuela de Mecánica e Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Arquitectura y Tecnología de Xi'an, reveló una estrategia pionera conocida como «diseño de ordenamiento molecular». Este avance, gestado por especialistas en nuevos materiales para sistemas de energía y almacenamiento, culminó en el desarrollo de un material encapsulante epóxico. Lo distintivo de este compuesto reside en su combinación única de conductividad térmica ultra alta y propiedades aislantes fuera de lo común.

La esencia de este logro radica en la utilización de moléculas orgánicas que funcionan como «plantillas» estructurales. Estas guían la formación de una estructura interna altamente ordenada dentro de la matriz de resina epoxi. Dicha disposición molecular organizada es crucial, ya que facilita una disipación de calor sumamente eficaz, elevando directamente la conductividad térmica del material.

De manera paralela, la estructura densa, junto con la presencia de trampas de energía, asegura una fiabilidad de aislamiento inquebrantable. Este rendimiento se mantiene incluso bajo temperaturas de funcionamiento que alcanzan los 200°C, conteniendo de forma efectiva los electrones de alta energía y garantizando la integridad del sistema.

La pertinencia de esta innovación se enmarca en la creciente necesidad de materiales de embalaje que puedan soportar cargas térmicas y eléctricas cada vez mayores. Los dispositivos semiconductores de potencia contemporáneos se caracterizan por ser más compactos y, a la vez, más potentes. Ante este panorama, las resinas epóxicas tradicionales han demostrado ser insuficientes para gestionar las tensiones generadas. La nueva metodología, que emplea plantillas moleculares para diseñar propiedades específicas del material a granel, resuelve de forma elegante una limitación histórica dentro del campo de la electrónica de potencia.

La robustez demostrada por el material a 200°C abre la puerta a su implementación inmediata en los segmentos más exigentes de la electrónica de potencia. El equipo científico ha manifestado su intención de explorar la aplicabilidad de esta metodología en una gama diversa de sistemas de resinas, lo que subraya su aspiración a una utilidad ingenieril amplia. Este salto tecnológico, fundamentado en una comprensión profunda de la microestructura, actúa como un catalizador esencial para la próxima generación de sistemas de alta tecnología, prometiendo dispositivos más duraderos y con mayor rendimiento operativo.

Este descubrimiento se produce en un contexto de intensa actividad investigadora en China centrada en la gestión de flujos térmicos. De hecho, otros centros académicos han estado realizando avances paralelos. Por ejemplo, investigadores de la Universidad Jiaotong de Xi'an y la Universidad de Zhejiang han estado trabajando en el desarrollo de aerojeles superelásticos. Asimismo, la Academia China de Ciencias dio a conocer un aerojel de fibra cerámica (SiC@SiO₂) que exhibe una conductividad térmica anisotrópica, apto para operar a temperaturas extremas de hasta 1300°C. Esto reafirma que la búsqueda de soluciones eficaces para la disipación de calor es una prioridad científica de primer orden, lo que confiere un valor añadido al éxito alcanzado en el ámbito de los compuestos epóxicos.