El Boeing 787 Dreamliner impresiona, provoca envidia y hace que uno se pregunte "¿cómo lo han hecho?". Consume un 20 por ciento menos de combustible que otros aviones anteriores comparables, su cabina es más espaciosa y sus ventanas se oscurecen solo tocando un botón. Dar una explicación completa de cómo se ha fabricado es algo complejo, pero una cosa está clara: han utilizado materiales avanzados. El cuerpo y las alas están hechos de un material compuesto de fibra de carbono que proporciona eficiencia de consumo de combustible, mientras que las ventanas incorporan un gel electrocrómico.

La mayoría de la gente no se da cuenta de que se pueden tardar 20 años o más para que un material recién descubierto pueda ser incorporado en productos comerciales. Las baterías de litio fueron propuestas a mediados de los 70, aunque no fueron ampliamente adoptadas hasta finales de los 90. Los superconductores, la fotovoltaica solar y la iluminación de estado sólido surgieron a lo largo de plazos similares. Es demasiado tiempo, teniendo en cuenta el papel que podrían desempeñar los materiales avanzados en el tratamiento de muchas de las necesidades más urgentes de países como Estados Unidos.

Cuando se descubre un nuevo material las mejores prácticas actuales para adaptarlo al mercado consisten en una larga secuencia de pasos y muchos experimentos repetidos. Cada paso tiene una finalidad diferente, como por ejemplo la optimización de una propiedad o la ampliación del proceso. Los ingenieros tienen que lidiar con decenas de propiedades de índole eléctrica, química y mecánica, para finalmente tomar el control. Los modelos predictivos de software podrían complementar y en algunos casos sustituir a la experimentación, pero ese tipo de herramientas son escasas. Para empeorar las cosas, una comunidad excesivamente fragmentada y centrada en la propiedad inhibe la cultura de intercambio de conocimientos, datos y herramientas. Como resultado, las buenas invenciones permanecen en estado latente, y los ciclos de desarrollo siguen siendo lineales y lentos.

En el caso del Dreamliner, Boeing se dio cuenta de que el desarrollo de materiales no tenía por qué ser lineal. La compañía unificó su cadena de suministro multinacional en una única plataforma de diseño virtual. Los cambios de diseño realizados en Japón eran inmediatamente visibles para los socios en Estados Unidos, y un equipo global pasaba a través de miles de diseños antes de que se enroscara ni un solo tornillo. Este tipo de enfoque de colaboración en red podría revolucionar y acelerar de forma significativa el proceso.

El año pasado, el presidente Obama lanzó un ambicioso programa conocido como la Iniciativa del Genoma de los Materiales, cuyo objetivo es ayudar a la comunidad de investigadores en el área de materiales estadounidense a fomentar enfoques similares. Pero aunque el Gobierno pueda impulsar el cambio, les corresponderá a los científicos hacer que el nuevo enfoque funcione.

En las últimas dos décadas, los avances en nanotecnología nos han dado herramientas para sintetizar, caracterizar y modelar materiales a escala nanométrica. A dicha escala, su comportamiento se puede controlar. Tenemos que fomentar una infraestructura nacional de acompañamiento para el desarrollo de materiales en computación, experimentación e informática de datos. Combinado con un enfoque de colaboración más abierto, estas herramientas acelerarán el descubrimiento y el despliegue de materiales avanzados.

Cyrus Wadia es director asistente de energía limpia e I+D de materiales en la Oficina de Política Científica y Tecnológica de la Casa Blanca.