En un polígono industrial de Vantaa (Finlandia) rodeado de bosques y lagos helados, una pequeña empresa de 180 empleados trabaja las 24 horas al día, los 7 días a la semana, fabricando uno de los materiales más prometedores de la próxima era tecnológica.
En la sede de Canatu se producen nanotubos de carbono (CNT, por sus siglas en inglés), un componente que ya forma parte de los chips más avanzados del mundo, los que alimentan la inteligencia artificial de NVIDIA, AMD y Apple. Gracias a sus propiedades, sus aplicaciones son casi infinitas, desde el ahorro energético en los coches hasta una mayor eficiencia en las placas solares o dispositivos médicos más rápidos y precisos.
«Creemos que la próxima gran transición material se basa en estos nanomateriales de carbono«, explica a EL ESPAÑOL-Omicrono Juha Kokkonen, ex directivo de Nokia y Microsoft y CEO de Canatu desde hace 9 años. «De la misma manera que el silicio definió la era digital, con su presencia en los transistores, memorias y paneles solares, los CNT definirán la siguiente», asegura con el convencimiento que da la veteranía.
Qué son los nanotubos de carbono
Un nanotubo de carbono es un tubo hueco tan fino que caben 100.000 uno al lado del otro en el grosor de una hoja de papel, es decir, 0,1 mm. Es una comparación que da una idea de las increíbles capacidades que atesora.
Lo más sorprendente es que, pese a ese tamaño minúsculo, de entre 1 y 2 nanómetros, su longitud es proporcionalmente enorme: sería como si un tubo del grosor de un metro midiera 20 kilómetros de largo.
Juha Kokkonen, CEO de Canatu. Canatu Omicrono
A menudo, los CNT se confunden con el grafeno, otro nanomaterial de carbono que ha ganado creciente fama en los últimos años. «Son de la misma familia, como si fueran primos», aclara Kokkonen. La diferencia es estructural: «el grafeno es una lámina molecular plana de carbono, mientras que el nanotubo es esa misma lámina enrollada sobre sí misma formando un cilindro«.
Esa geometría tubular es la que le confiere propiedades mecánicas, eléctricas y térmicas excepcionales: gran resistencia, flexibilidad, conductividad y una superficie activa descomunal. «Un gramo de material CNT avanzado tiene una superficie equivalente al tamaño de un campo de fútbol», apunta el CEO de Canatu.
La ventaja competitiva de la compañía no está solo en el material, sino en cómo lo fabrica. La industria convencional cultiva los nanotubos sobre un sustrato, donde crecen verticalmente como un bosque, los cosecha y obtiene un polvo de CNT que luego requiere complejos procesos de post-tratamiento. Canatu lo hace de forma radicalmente distinta.
Tapani Salminen, director de operaciones de la compañía, explica el proceso durante un recorrido por la fábrica, en la que trabajan 30 operarios en tres turnos ininterrumpidos. «Inyectamos gases que contienen carbono, los mezclamos con catalizadores y los calentamos hasta aproximadamente 1.000 ºC. Ocurre la síntesis química y los nanotubos de carbono crecen en segundos«, cuenta rodeado por tuberías y junto a un brazo robótico de aspecto amenazador.
Los nanotubos de carbono de Canatu pueden servir para fabricar dispositivos médicos más precisos y rápidos
El resultado no es un polvo negro, como el que fabrican otras compañías, sino una red de CNT que se deposita directamente sobre un substrato y se enrolla en un sistema de fabricación continuo denominado roll-to-roll, similar a una prensa de imprimir, pero a nanoescala.
Este proceso de deposición en seco, patentado y protegido por secretos comerciales que en Canatu comparan con la receta de la Coca-Cola, permite fabricar nanotubos más limpios, más largos y prácticamente sin defectos. «Podemos definir la longitud, las propiedades, cuántos están juntos…», describe.
Todo ello con unas materias primas sorprendentemente accesibles. «El carbono fundido está disponible de forma sencilla y es asequible en todas partes», señala Kokkonen. Lo que se necesita es energía barata y reactores de alta temperatura, dos condiciones que Finlandia como país y Canatu como empresa cumplen de sobra.
Pero no ha sido fácil llegar hasta este punto. La compañía ha invertido 20 años y más de 100 millones de euros en el proceso, y cuenta con más de 300 patentes registradas. Ahora prepara una segunda instalación en Helsinki con salas ISO 3, hasta 10.000 veces más limpias que un quirófano estándar para que no haya ni la más mínima posibilidad de contaminación del material durante el delicado proceso.
Coches eléctricos más eficientes
Uno de los grandes mercados de Canatu actualmente es el del automóvil. De hecho, desde 2021 fabrican un producto con los nanotubos de carbono, los calentadores de película CNT para las ventanas, cámaras y sensores LiDAR de los coches.
En un coche de combustión, el motor genera calor que se redirige para desempañar los cristales. En los automóviles eléctricos, solo hay una manera de generar ese calor: consumiendo batería. Ese esfuerzo para que el conductor y las cámaras del salpicadero puedan ver el exterior sin problemas puede suponer hasta el 40% de la energía destinada a la climatización, reduciendo drásticamente la autonomía.
Una lámina de CNT para coches. Ismael Marinero Omicrono Vantaa (Finlandia)
La solución de Canatu consiste en integrar una fina película transparente de CNT entre las capas de cristal que lo calienta directamente, con un consumo mínimo. La empresa trabaja en este desarrollo junto a la empresa japonesa Denso, el mayor proveedor de componentes de Toyota, y uno de los mayores inversores de Canatu.
Actualmente, la aplicación está operativa para las cámaras de los sistemas ADAS (asistencia avanzada a la conducción), y la compañía trabaja para extenderla a las lunas completas, algo especialmente atractivo en países con temperaturas tan bajas en invierno como Finlandia. El auge de los coches autónomos y las flotas de robotaxis de compañías como Tesla, Waymo o Baidu será otro de los pilares del negocio.
Por otro lado, Canatu también participa en un consorcio japonés para desarrollar la próxima generación de paneles solares en tándem, con una capa de perovskita sobre una de silicio, donde el CNT actúa como electrodo.
Los paneles solares actuales capturan como máximo el 25% de la energía solar. Esta nueva arquitectura «podría elevar esa cifra hasta el 35%», algo que parecía imposible hace solo unos años. Aplicada al techo de un vehículo eléctrico, el impacto de esta solución sería muy significativo.
Diagnósticos en 15 minutos
El segundo frente de Canatu es el diagnóstico médico, aún en fase de desarrollo pero con un enorme potencial. La idea es trasladar análisis de laboratorio complejos a dispositivos portátiles de bajo coste que den resultados en minutos, no en horas o incluso días.
El ejemplo más urgente es la sepsis: una infección sistémica que puede matar en 24 a 48 horas si no se trata correctamente desde el principio. Hoy, los médicos esperan resultados de laboratorio y mientras tanto aplican tratamientos genéricos, por lo que se necesitan herramientas de diagnóstico más rápidas y asequibles.
Prototipo del dispositivo de diagnóstico de Canatu Ismael Marinero Omicrono Vantaa (Finlandia)
“Los nanotubos de carbono conducen muy bien la electricidad. Por eso en estos dispositivos los usamos de manera que, con una muestra de sangre de un paciente, podemos ver si hay una disrupción en la corriente eléctrica», explica a EL ESPAÑOL-Omicrono Nedal Safwat, director de datos de Canatu. «Las grandes ventajas que ofrece es que tiene una altísima sensibilidad y que es muy rápida”.
La clave de la sensibilidad extraordinaria es la geometría del nanotubo. Su descomunal superficie permite detectar biomarcadores a concentraciones ínfimas, imposibles de identificar para los sensores convencionales.
Con un prototipo de la primera generación de este dispositivo entre las manos, diseñado y fabricado íntegramente por la compañía finlandesa, Safwat explica su funcionamiento: «solo necesita un pequeño sensor, que tiene un punto de entrada para la muestra de sangre, con un marcador que altera la corriente eléctrica”, afirma.
“En la parte trasera del sensor están los componentes que permiten la conductividad eléctrica, en este caso, los nanotubos de carbono. Una vez que tenemos la muestra, introducimos el sensor en el lector y esperamos a que nos de el resultado”.
Ahora, los técnicos de Canatu están trabajando en una versión más rápida y directa que elimina pasos intermedios. El sensor está integrado en el lector, al que se adapta una pequeña aguja para capturar la gota de sangre del paciente. Luego se conecta mediante Bluetooth con un smartphone, que es donde se realiza el análisis, y sólo hace falta esperar unos minutos para tener el resultado en el móvil.
“Basándonos en los estudios que hemos realizado, hay dos dominios en los que estos dispositivos podrían ser decisivos: diagnósticos hormonales y sepsis», señala Safwat. En los hombres y mujeres a partir de los 40 o 50 años, las terapias hormonales son frecuentes y muy importantes, y en cuanto a la sepsis, es una infección que supone un grave riesgo para el que la padece”.
Prototipo del dispositivo de diagnóstico de Canatu. Ismael Marinero Omicrono Vantaa (Finlandia)
La compañía finlandesa espera tener este nuevo prototipo listo para realizar los estudios preclínicos a finales de 2026, y negocia posibles alianzas con gigantes del sector de los diagnósticos médicos como Abbott o Thermo Fisher Scientific.
Los chips de IA
El 80% del negocio de Canatu a día de hoy proviene del sector de los semiconductores. Concretamente, de unos dispositivos llamados películas de protección ultravioleta extrema: filtros ultrafinos que protegen las máscaras fotolitográficas durante el proceso de fabricación de los chips.
Para fabricar los procesadores más avanzados, empresas como TSMC, Samsung o Intel utilizan máquinas de litografía ultravioleta extrema (EUV) fabricadas por la holandesa ASML. Cada una de esas máquinas cuesta alrededor de 200 millones de euros.
Dentro de ellas, una partícula de polvo a nanoescala que contamine el proceso puede arruinar miles de chips. Ahí es donde entran las películas de protección de Canatu: membranas de material CNT que actúan como guardianes invisibles de todo el proceso.
Uno de los trabajadores de la fábrica de Canatu en una sala limpia. Canatu Omicrono
«La tecnología de Canatu permite una productividad entre un 8% y un 15% mayor con los equipos ASML», asegura Kokkonen.
El nodo de fabricación más avanzado actualmente en producción es el de 2 nanómetros, que consume un 20% menos de energía que el de 3 nanómetros. El siguiente, previsto para 2027, será el de 1,4 nanómetros. Con cada salto generacional, los filtros compuestos tradicionales de silicio se vuelven insuficientes y los CNT ganan terreno. «Estamos pasando de la fase de validación a la de escalado», subraya el CEO.
El futuro de Canatu pasa por seguir ampliando el catálogo de aplicaciones del CNT y afianzarse como rara avis del panorama tecnológico mundial: una empresa europea con tecnología propia, con un potencial negocio de miles de millones de euros, clientes en Asia y EEUU de distintos sectores, y un producto que ya se usa en las máquinas que fabrican los chips más avanzados del planeta.