Donde el resto vemos la Luna, China ve un nuevo material con la mayor capacidad de aislamiento jamás conocida

La Luna no es solo el satélite que observamos desde la Tierra. Es también un centro de investigación desde que China empezó a traer inéditas muestras de su superficie. El regolito lunar (la capa de polvo que cubre el satélite) se formó durante miles de millones de años bajo condiciones de vacío absoluto y temperaturas extremas que no existen en ningún laboratorio terrestre.

Un equipo de la Academia de Ciencias de China, la Universidad Tsinghua y el Centro de Tecnología e Ingeniería para la Utilización del Espacio acaba de publicar los resultados de un análisis de partículas individuales de ese suelo, recogidas por la misión Chang’e-5 en 2020. Lo que encontraron allí no era lo que nadie tenía en mente cuando se programó la misión.

Lo encontró China en la Luna: ¿Cuál es el nuevo material con la mayor capacidad de aislamiento?

El estudio, publicado en la revista Communications Materials, se centró en un tipo concreto de partículas del regolito denominadas aglutinados. Son partículas formadas a lo largo de miles de millones de años por el impacto de micrometeoritos en la superficie de la Luna.

Cada colisión funde y fusiona fragmentos de minerales, generando estructuras internas con redes de poros que van del tamaño nanométrico al micrométrico, junto a múltiples interfaces minerales de distinta naturaleza. Es el resultado de que la naturaleza haya pasado eones construyendo estructuras porosas en condiciones de vacío.

Los investigadores midieron la conductividad térmica de partículas individuales de estos aglutinados y obtuvieron valores de hasta 8 milivatios por metro y kelvin (8 mW·m⁻¹·K⁻¹) en condiciones de vacío.

Para dar escala a ese número: los aerogeles sintéticos de silicio, considerados hasta ahora el material aislante más avanzado producido en laboratorio, tienen conductividades en un rango similar o superior, pero lo logran con porosidades de hasta el 99%.

Los aglutinados lunares alcanzan ese rendimiento con una porosidad de apenas el 7 al 30%. Es la cifra más baja registrada en cualquier material de origen natural.

Con este hallazgo, lo que se pretende es no solo entender la Luna, sino replicar en la Tierra lo que ella tardó miles de millones de años en construir.

Cómo funciona el material: vacío, poros y la supresión del transporte de fonones

El calor se propaga en los sólidos principalmente a través de vibraciones de la red cristalina que los físicos denominan fonones. Para frenar ese transporte, hay que crear obstáculos que dispersen o bloqueen esas vibraciones.

En los aglutinados lunares, ese trabajo lo realizan tres factores de forma simultánea: los poros de escala nanométrica y micrométrica (que contienen vacío, el peor conductor térmico posible), las interfaces entre minerales de distinta composición y la estructura fractal de las partículas.

El estudio lo denomina «supresión colaborativa del transporte de fonones» y lo verificó mediante dos vías paralelas: medición experimental de partículas individuales y simulaciones computacionales a escala atómica y mesoscala.

Ambas convergen en los mismos resultados, lo que hace difícil cuestionar las cifras. La metodología combina técnicas de caracterización estructural de última generación con modelos de simulación que permiten reproducir el comportamiento térmico de materiales con geometrías tan complejas como las de estos aglutinados.

¿Por qué importa tanto este hallazgo para la exploración espacial y para la industria terrestre?

La aplicación más inmediata de este material es para las propias misiones lunares. La superficie de la Luna oscila entre los -173 °C durante la noche y los 127 °C durante el día, una diferencia de 300 grados que somete a cualquier estructura a ciclos de tensión térmica extremos.

Saber con precisión cómo aísla el regolito permite diseñar con más rigor los módulos de aterrizaje, los rovers y las futuras bases habitadas. El suelo del satélite actúa de forma natural como escudo térmico, y los ingenieros ahora tienen los datos para aprovecharlo.

La implicación a largo plazo, sin embargo, es terrestre. El estudio propone que la arquitectura interna de los aglutinados podría servir de modelo para sintetizar artificialmente materiales con propiedades similares, sin necesidad de traer polvo lunar en cantidad industrial.

Si se logra replicar esa estructura con materiales disponibles en la Tierra, los sectores de la construcción, la aeronáutica y la electrónica tendrían acceso a un aislante de rendimiento inédito, construido según un diseño que la naturaleza ya demostró capaz de sobrevivir intacto durante miles de millones de años.