Dendrímeros

Propiedades

Entre las propiedades más destacadas de este material se incluyen:

  • Alta conductividad térmica y eléctrica.
  • Alta elasticidad y dureza.
  • Resistencia (200 veces mayor que la del acero).
  • El grafeno puede reaccionar químicamente con otras sustancias para formar compuestos con diferentes propiedades, lo que dota a este material de gran potencial de desarrollo.
  • Soporta la radiación ionizante.
  • Es muy ligero, como la fibra de carbono, pero más flexible.
  • Menor efecto Joule; se calienta menos al conducir los electrones.
  • Consume menos electricidad para una misma tarea que el silicio.
  • Genera electricidad al ser alcanzado por la luz.

Macromoléculas Sintética

Las macromoléculas sintéticas tienen gran versatilidad y bajo costo, por lo que la industria produce más de 10,000 diferentes materiales para ser usados en diversos productos. Esto gracias al avance científico puesto que se ha llegado al punto donde es factible diseñar una macromolécula con propiedades químicas y físicas específicas para una determinada aplicación.

En la actualidad se reconocen básicamente cuatro grandes clases de arquitecturas macromoleculares: lineal, entrecruzada, ramificada y dendrimérica.

Dentro de la arquitectura dendrimérica se encuentran entre otros los polímeros hiperramificados y los dendrímeros. Un dendrímero es una macromolécula tridimensional de construcción arborescente. Los dendrímeros forman parte de los polímeros, pero su diferencia radica en que la distribución de las moléculas que constituyen a los polímeros lineales es probabilística, en tanto que en el caso de los dendrímeros, se tiene una estructura química precisa, donde los enlaces químicos entre los átomos pueden ser descritos con exactitud. Las macromoléculas dendriméricas presentan una forma de crecimiento generacional, G0, G1, G2. La introducción de ramificaciones a materiales poliméricos se ha convertido en un tema de interés y actividad en años recientes.

Este interés se debe al deseo de manipular la estructura básica para descubrir nuevas propiedades físicas, químicas y mecánicas.

Los polímeros hiper-ramificados y los dendrímeros representan una nueva clase de moléculas con propiedades diferentes a las lineales, y ocupan un campo aparte en el área de la química de los polímeros.

Los polímeros hiper-ramificados y los dendrímeros se caracterizan por tener un gran número de puntos de ramificación con numerosos grupos terminales, sin embargo un polímero hiper-ramificado presenta una distribución aleatoria en el tamaño de las moléculas y en su grado de ramificación, mientras que el dendrímero es una macromolécula bien definida con una ramificación perfecta.

Esta diferencia estructural tiene su origen en el hecho de que los polímeros hiper-ramificados se preparan por una polimerización de un monómero AB2 en un solo paso mientras que la macromolécula dendrimérica se prepara por métodos laboriosos empleando la síntesis orgánica convencional.

Propiedades de los Dendrímeros

Entre las propiedades más importantes de los dendrímeros se encuentran las siguientes:

a) Baja temperatura de transición vítrea.
b) Baja viscosidad intrínseca
c) Alta solubilidad
d) Capacidad de formar sistemas tipo huésped-anfitrión. Los dendrímeros tienen la propiedad de formar complejos huésped-anfitrión, donde la macromolécula dendrimérica es capaz de actuar como un sistema anfitrión que puede dar cabida a diferentes moléculas en número y tamaño.

Síntesis

Los métodos sintéticos para la preparación de dendrímeros se conocen como métodos iterativos de síntesis.

Existen dos rutas sintéticas: convergente y divergente. En el método convergente el dendrímero se construye acoplando entidades dendriméricas en un núcleo multifuncional (hacia dentro). En el método divergente, el dendrímero se construye del núcleo hacia la periferia partiendo de un núcleo multifuncional. En este método el crecimiento está restringido a cierto límite de generaciones ya que, conforme aumenta el peso molecular, aumenta la funcionalidad en la periferia y por lo tanto la probabilidad de que se den imperfecciones en la estructura.

Aplicaciones

En el año 2005 ya contaban más de 1000 publicaciones y 150 patentes anuales. Muy rápidamente han pasado los dendrímeros de ser meras curiosidades científicas a destacar por sus aplicaciones en materiales, nanotecnologías y biociencias.

Las principales aplicaciones y usos potenciales de los dendrímeros son: revestimiento, Agente activador de superficies, catalizadores, modificador de viscosidad, sensor al responder a estímulos (disolventes químicos y luz), termoplástico, nuevos materiales eléctricos, Aplicación en medicina, farmacia y agente descontaminante.