Polímeros

Los polímeros son sustancias cuyas moléculas son muy grandes (macromoléculas) y tienen una estructura constituida por una repetición de numerosas unidades pequeñas llamadas monómeros.

Polímeros Naturales

Ejemplos de polímeros naturales son la lana, la seda o el algodón, usados para vestirse y otros fines.

Polímeros Sintéticos

La mayoría de los polímeros sintéticos se obtienen mediante la transformación química de hidrocarburos del petróleo, del gas natural o del carbón. Destacan los plásticos.

Usos y Aplicaciones de los Polímeros

Se encuentran en la mayoría de las cosas y se debe a su bajo coste y a estas propiedades:

  • Baja conductividad térmica y eléctrica
  • Baja densidad
  • Estabilidad frente a los agentes químicos y atmosféricos
  • Facilidad para ser moldeados y flexibilidad
  • Carácter impermeable
  • Muchos son biocompatibles y se utilizan para suturas, implantes estéticos, lentes intraoculares, etc.

Tipos de Plásticos

  • Termoplásticos: Se deforman con la acción del calor.
  • Termoestables: Son rígidos y no se deforman con el calor.
  • Elastómeros: Se comportan de forma elástica.

Materiales Cerámicos

Son compuestos artificiales fabricados con una mezcla de arcillas, mezcladas o no con metales y otras sustancias, y endurecidos mediante cocción a alta temperatura.

Usos y Aplicaciones de los Materiales Cerámicos

  • Cerámicas tradicionales
  • Cerámicas avanzadas: Tienen propiedades eléctricas, magnéticas y ópticas que los hacen imprescindibles en electrónica, ingeniería aeroespacial, motores e incluso tienen aplicaciones biosanitarias.

El Vidrio

El vidrio se diferencia de las cerámicas en la forma en que se elabora. Para conseguirlo, hay que fundir a unos 1300 o 1400 ºC una mezcla de proporciones adecuadas de carbonato de sodio o sulfato de sodio, caliza y arena de sílice. Para obtener vidrio de colores, se le añaden a la mezcla óxidos metálicos.

Usos y Aplicaciones del Vidrio

  • Transparencia: Ventanas de edificios y vehículos.
  • Completa impermeabilidad y casi totalmente inerte: Para elaborar recipientes.
  • Fibras ópticas: Son hilos de vidrio muy delgados y excepcionalmente transparentes, que son capaces de transportar información en forma de señales luminosas por su interior.

Materiales Compuestos

También llamados composites, estos materiales se fabrican añadiendo a una matriz un material de refuerzo.

Ventajas de los Materiales Compuestos

  • Alta resistencia y elasticidad, notable ligereza y gran resistencia a la corrosión.

Inconvenientes de los Materiales Compuestos

  • Elevado coste de fabricación.

Usos de los Materiales Compuestos

Industria aeronáutica y de automoción.

Nanotecnología

La nanotecnología es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la estructura y las propiedades de la materia en una escala nanométrica, es decir, a partir del reordenamiento de los átomos o las moléculas.

Nanomateriales

Este término engloba a todos aquellos materiales que han sido fabricados de modo que al menos una de sus dimensiones ha sido manipulada a escala nanométrica. Son los nanomateriales obtenidos a partir del carbono los que han focalizado en mayor grado la atención científica y técnica. Esto se debe a que los átomos de carbono tienen gran capacidad para formar redes de distinta dimensión y diversas estructuras.

El Grafeno

Es un material bidimensional formado por átomos de carbono puro dispuestos en un patrón hexagonal similar al del grafito, pero en láminas de un átomo de espesor.

Propiedades del Grafeno

  • Muy ligero y extremadamente fino. También es muy resistente, flexible y muy duro.
  • Alta conductividad térmica y eléctrica, genera electricidad por exposición a la luz y puede actuar como semiconductor.
  • Es capaz de autorrepararse.

Usos y Aplicaciones del Grafeno

  • Puede sustituir al silicio en microchips.
  • Sustituya los pesados y caros cables de cobre.
  • Sirva para fabricar superficies fotovoltaicas de gran eficiencia y versatilidad.

Soluciones desde la Nanoescala

En la Electricidad y en la Electrónica

  • Permiten captar toda la radiación solar, aumentando así la eficiencia de las células fotovoltaicas.
  • Otras combinaciones de átomos dan lugar a los LED y bombillas ecológicas de bajo consumo.

En la Industria Textil

Los nanomateriales permiten fabricar tejidos que repelen los líquidos.

Nuevos Materiales y Problemas Ambientales

El Papel y la Deforestación

Para su fabricación hay que talar millones de árboles. Además, los vertidos de agua contaminada desde las industrias papeleras pueden resultar muy contaminantes. El reciclaje sistemático del papel permite ahorrar árboles, energía y agua, además de reducir la contaminación.

El Silicio y los Problemas de las Canteras

El silicio para áridos (arena y grava) y para otras aplicaciones se obtiene a partir de rocas extraídas en canteras. Estas canteras suelen ser explotaciones a cielo abierto que provocan la deforestación y el desmonte de grandes extensiones de terreno.

Los Plásticos y los Residuos

Aparte de los problemas que ocasiona la fabricación de los plásticos, estos materiales generan un importante problema ambiental cuando son desechados tras su uso. La resistencia a la degradación de los plásticos hace que permanezcan en la naturaleza durante mucho tiempo (cientos de años).