- 4. El desarrollo tecnológico. Sus aplicaciones
Las exigencias de la sociedad
industrial del siglo XXI están estimulando la búsqueda de nuevos
materiales llamados a revolucionar nuestras vidas en el futuro.
Algunas investigaciones ya están dando
sus frutos.
Las cerámicas constituyen el mejor
ejemplo de materiales que han dado a los investigadores muchas mas
decepciones que alegrías. Se trata de materiales fáciles de moldear
que tras ser sometidos a cocción adquieren una gran dureza y
resistencia al calor. Las arcillas son los materiales cerámicos por
excelencia. Por su capacidad para soportar altas temperaturas son
utilizados en circuitos electrónicos y en las cubiertas protectoras
de aeronaves como los transbordadores espaciales. La industria
automovilística ha diseñado prototipos de motores cerámicos, mas
ligeros que los convencionales y capaces de ofrecer una alta
potencia y rendimiento a un menor coste energético, ero la
fragilidad de las cerámicas aplicadas al mundo del motor sigue
siendo un problema insuperable. Ningún motor cerámico ha sido capaz
de pasar a la fase de producción en masa.
La industria aeronáutica es una de las
principales demandantes de los nuevos materiales. Metales como el
titanio fueron esenciales para fabricar los primeros aviones
supersónicos. En la actualidad están cobrando una importancia cada
vez mayor los materiales compuesto cuyas propiedades son superiores a
la simple suma de las de los materiales originales; esta peculiaridad
es conocida en ingeniería con el nombre de sinergia.
Buena parte del esfuerzo de
investigación en nuevos materiales está siendo orientado al
desarrollo de los materiales compuestos a partir de diferentes tipos
de polímeros. La famosa fibra de carbono es un material compuesto
que se sintetiza a partir de un polímero tipo fibra llamado
poliacrilonitrilo y un polímero adhesivo. El nombre se debe a que
el producto final es carbono en más de un 90%. El proceso de
fabricación es bastante complejo y muy costoso, pero la ligereza y
resistencia de la fibra de carbono, que puede llegar a ser mayor que
la de acero, justifica su coste.
4.1 Moléculas a la carta: fullerenos
y nanotubos.
El carbono es uno de los elementos más
abundantes del planeta y componente básico de la química de la
vida.
Existe una propiedad natural llamada
alotropía, que consiste en que un mismo elemento o compuesto puede
presentar propiedades diferentes según la disposición de sus átomos
o moléculas.
El oxígeno se presenta en la
naturaleza formando moléculas; las dos más abundantes son el O2 y
el O3.
El carbono presenta dos formas con
diferentes estructura molecular: la mas común es el grafito, con el
que se hace la mina de los lápices, la mas rara es el diamante, que
se caracteriza por que los átomos de carbono forman una estructura
cristalina que le confiere una dureza extraordinaria..
La ciencia actual está en disposición
de sintetizar nuevas formas alotrópicas de carbono que permitirían
aplicaciones consideradas hoy en día pura ciencia ficción. En el
año 1985 se descubrió por casualidad una molécula llamada
futboleno, pues su forma recordaba a la de un balón de fútbol:
pronto fue conocida como buckminster fullereno porque su estructura
molecular tiene una forma semejante a la de la cúpula diseñada por
Richard Fuller.
Laboratorios de todo el mundo se
lanzaron a la tarea de desarrollar estos nuevos materiales. Ya a
principios de la década de los 90 estaban en condiciones de
sintetizar pequeñas cantidades de fullerenos. Pronto se mostraron
algunas de sus propiedades: se pueden polimerizar, se pueden
inscribir uno dentro de otro y es posible sustituir alguno de sus
átomo de carbono por los de otros elementos obteniendo los llamados
heterofullerenos. En la actualidad se logran resultados igualmente
satisfactorios con los pseudofullerenos.
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