Investigadores del Korea Institute of Science and Technology (KIST) han presentado recientemente cables compuestos núcleo‑cubierta (CSCEC, core‑sheath composite electric cables) formados íntegramente por nanotubos de carbono (CNT), sin rastros de cobre o aluminio. Empleando un proceso técnicamente avanzado denominado Lyotropic Liquid Crystal‑Assisted Surface Texturing (LAST), han logrado alinear y purificar los nanotubos, obteniendo un cable conductor flexible, ultraligero (~1,7 g/cm³ frente a ~8,9 g/cm³ del cobre) y con una conductividad eléctrica de 7,7 MS/m (133 % superior respecto al cable sin tratamiento. Este hito ya ha permitido construir un motor de juguete cuyas bobinas están hechas enteramente de CSCEC, sin metales, logrando hasta 3 420 rpm con solo 3 V .

A lo largo de este artículo analizaremos en profundidad los principios técnicos del proceso LAST, su relevancia en motores eléctricos y vehículos eléctricos, así como perspectivas futuras. Centraremos también la atención en el cable CSCEC como producto principal, aportando datos cuantificados y explicaciones con rigor técnico.

LAST: un proceso de precisión nanométrica

El método LAST se basa en disolver nanotubos de carbono en una solución de cristal líquido liótropeo (10 mg/mL en CSA), en la que los nanotubos auto‑orientan formando dominios nemáticos. Durante el hilado húmedo (wet‑spinning), el flujo de cizalla en la boquilla y la coagulación en baño segregan el solvente, generando fibras con alineamiento uniaxial. El tratamiento elimina impurezas metálicas (principalmente partículas de Fe de catalizadores) sin dañar la estructura 1D del CNT. El resultado: cables con densidad de ~1,7 g/cm³, conductividad de 7,7 MS/m y solo ~0,7 Ω de resistencia por 0,3 mm de espesor.

Comparativa técnico‑cuantitativa: cobre vs CNT

Aunque en términos absolutos la conductividad aún es menor, su relación peso‑rendimiento resulta más competitiva: por cada miligramo de cable, el motor basado en CNT produce casi tanto giro como el de cobre debido a que pesa 5× menos  Técnicamente, se reduce la resistencia y se mejora la eficiencia energética.

Aplicaciones y relevancia técnica

Motores eléctricos ultraligeros

La mayor parte del peso en motores eléctricos proviene de los bobinados de cobre (≈25 % del peso total). En un Tesla Model S dual‑motor, esto equivale a unos 68 kg de bobinas de cobre. Sustituirlas por CSCEC permitiría reducir hasta 15 kg por motor, manteniendo potencia similar. Se estima que un motor ligero ahorra ≥10 % energía por eficiencia mecánica y térmica.

Cables en vehículos eléctricos y aviación

El uso de CNT en cables de alta tensión y arneses (vehículos, aeronaves) significaría una reducción de peso significativa: según TE Connectivity, sustituir cables tradicionales por CNT puede ahorrar decenas a cientos de kilos en satélites o UAV newatlas.comte.com. Cuanto menor es el peso, menor es el consumo, ya sea de electricidad o combustible.

Wearables y electrónica blanda

El mismo principio se ha aplicado a hilos CNT en wearables. KERI diseñó hilos conductores que soportan ≥5 000 ciclos de flexión sin pérdida de eficiencia, con energía específica 33× mayor que hilos CNT estándar. La flexibilidad, conductividad y ligereza hacen a los CNT ideales para textiles inteligentes.

Enfoque en el producto principal: el cable CSCEC de KIST

Composición: 9 fibras de CNT de 30 cm (256 µm de diámetro) enrolladas y recubiertas con aislamiento acrílico (10 µm). Espesor total ≈0,3 mm.

Procesamiento: núcleo conductor + cubierta aislante. El aislamiento evita cortocircuitos y mejora durabilidad sin aumentar peso de forma significativa.

Conductividad: 7,7 MS/m (frente a 5.8 MS/m sin tratamiento)—un incremento del 133 % sobre cable sin tratamiento .

Ensayo de motor: rotor con tres bobinados CSCEC de 10 vueltas cada uno. Aumentando el voltaje entre 2 V → 3 V, las rpm suben de 540 a 3 420. Estabilidad demostrada durante 60 min a 3,5 W sin variación notable .

Rendimiento en escala: coche‑model que alcanza 0,52 m/s con 3 V; el equivalente con cable de cobre alcanza 1,35 m/s, pero con un aumento de peso de ~380 mg frente a los ~79 mg del CSCEC .

Este cable CSCEC representa una apuesta por reducir peso sin renunciar a rendimiento, ideal para aplicaciones donde cada gramo cuenta.

Perspectivas futuras y retos técnicos

Escalabilidad de producción

Aunque el hilado wet‑spinning y el tratamiento LAST han logrado producir cables de centímetros a metros, queda por optimizar la capacidad industrial. Superar barreras de volumen (actualmente limitado por tamaño de equipos) es clave para su adopción industrial.

Mejora continua de conductividad

Aunque ya supera 7 MS/m, se busca igualar o superar la conductividad del cobre (~59 MS/m). Investigaciones en dopaje (iodo, haluros) han podido aumentar a ~100 MS/m.

Integración técnica y normativa

Para su uso en automoción y aeronáutica, deben certificarse en términos térmicos, electromagnéticos y mecánicos. Además, el comportamiento en bucles de alta frecuencia, resistencia a la fatiga y conformidad con estándares como ISO 26262 aún están en investigación.

Reflexiones finales

La tecnología CSCEC sin metales, basada en CNT y procesada por LAST, abre una nueva vía en la ingeniería eléctrica: cables ultraligeros pero efectivos, con peso reducido en un factor ≈5. En un mundo donde la eficiencia energética y el peso importan, esta innovación tiene gran potencial en movilidad eléctrica, aeronáutica, robótica y electrónica ultraligera.

Aunque aún no iguala la conductividad del cobre, sí lo supera cuando se considera la relación carga útil/peso, lo que es fundamental en sistemas móviles. El siguiente paso es madurar la producción a escala industrial, mejorar técnicas de dopaje para mejorar conductividad y certificar los cables para uso real.

Si en un futuro próximo un motor de coche o dron prescinde de cobre, puede que gran parte de crédito corresponda a estos cables hechos solo de nanotubos.