El freeze-casting, también conocido como ice-templating, es una técnica de fabricación que aprovecha el comportamiento de solidificación altamente anisotrópico de un disolvente —habitualmente agua— para obtener cerámicas, polímeros, metales y materiales híbridos con porosidad direccional controlada. El proceso consiste en someter una suspensión o slurry a un gradiente térmico dirigido: los cristales de hielo nuclean en un extremo y crecen a lo largo del gradiente, redistribuyendo las partículas suspendidas y generando una plantilla interna. Una vez finalizada la solidificación, el compuesto congelado se somete a liofilización para eliminar el hielo, obteniéndose un cuerpo verde con macroporos anisotrópicos (entre 2 y 200 μm) que reproducen la morfología de los cristales sublimados, junto con una estructura jerárquica que puede incluir desde microporos hasta empaquetamientos similares al nácar. Las paredes se consolidan posteriormente mediante sinterización (metales y cerámicas) o reticulación (polímeros).
La técnica tiene su precedente más antiguo en 1954, cuando Maxwell y colaboradores intentaron fabricar álabes de turbosobrealimentador con polvo de carburo de titanio. Sin embargo, el enfoque moderno orientado a crear estructuras porosas direccionales no se consolidó hasta 2001, cuando Fukasawa et al. produjeron piezas de alúmina con porosidad controlada. Desde entonces, la investigación ha crecido de forma sostenida.
El freeze-casting permite modular la microestructura final ajustando parámetros como la velocidad de solidificación, el tamaño de partícula o la carga de sólidos. A velocidades muy bajas se obtiene un frente plano sin macroporosidad; a velocidades intermedias se generan estructuras lamelares o celulares, que son las buscadas para fabricar materiales porosos; y a velocidades elevadas las partículas quedan encapsuladas en el hielo. Hoy la técnica se aplica en ingeniería de tejidos, fotónica, composites de matriz metálica, odontología, ciencia de materiales e incluso ciencia de los alimentos.