El diamante es la sustancia natural de mayor dureza, por la que se usa para cortar vidrios, pulido de herramientas; la dureza del diamante se atribuye a su estructura interna la cual es tetraédrica.
Cada átomo de carbono tiene hibridación sp 2, la malla interconectada interconectada que se obtiene como resultado de enlace de enlace covalente hace que la estructura sea muy rígida. El grafito se puede convertir en diamante a alta presión y presión y temperatura, temperatura, esta esta transformación es endotérmica. Este método se utiliza para obtener diamante sintético a escala industrial.
Hay dos tipos de diamante comúnmente usados en la industria: el carbonado y el ballas. El primero presenta un marcado principio de cristalización con un gran número de puntitos bl ancos luminosos. El ballas es de forma semiesférica y superficie granulienta. Por su extrema dureza es imposible lapidarlos.
Con estos diamantes se fabrican troqueles y muelas para pulir
herramientas. También se emplean para perforar pozos petroleros y para cortar todo tipo de piedras. El campo actual de investigación de utilidad industrial del diamante es el de los semiconductores de alto rendimiento, debido a que tienen características de conductividad conductividad tanto de calor como de electrones muy superiores a la del silicio del silicio (elemento mas común actualmente para estas aplicaciones). Su mayor aplicaciones es de tipo industrial, aunque también se fabrican diamantes para joyas. Su precio es más reducido que el de uno auténtico.
La pantografía es un sistema de grabación que utiliza un instrumento que permite copiar a igual o distinta escala un dibujo o plano. Está compuesto por un troquel con una punta cortante, que suele ser de diamante, guiada por un pantógrafo, proceso que se va efectuando letra a letra o motivo a motivo. En el sector publicitario se utiliza para marcar artículos resistentes que puedan soportar la acción cortante de este sistema, como son los metales. El resultado de la pantografía es una impresión que no tiene color definido, sino que depende de la segunda capa del material grabado. Actualmente la pantografía es un sistema de grabación de alta precisión y que está computarizada. Se realiza mediante plotters controlados por ordenador. El cabezal móvil utiliza una punta de diamante o una fresa para trazar las líneas del dibujo erosionando la superficie del metal. La pantografía es una forma de impresión costosa muy adecuada para series pequeñas tales como bandejas para celebraciones, trofeos, medallas. Sin embargo ofrece grabaciones elegantes, imborrables y brillantes.
En la joyería se utiliza para tallar todo tipo de gemas incluidos los diamantes...lo diamantes...lo que más llama l lama la atención es que el diamante no corta una superficie blanda, es decir...los diamantes (normalmente sinteticos) sinteticos) se incrustan dentro de un disco (llamada disco de diamante) que al pasar corta c orta tanto gemas, piedras (por ejemplo, para hacer una lámina delgada utilizable en microscopio) pero sin embargo, si pasas un dedo por el disco de diamante, no te corta...pero cuidado!! Como le pases la uña, te rajará.
En la industria del marmol, se utilizan cables de acero con incrustaciones de diamante, rajando lajas de unos 2,5 metros de espesor y, posteriormente estas lajas se llevan a las fábricas donde se vuelven a cortar cortar en las típicas baldosas baldosas que conocemos. conocemos.
El grafito puede ser utilizado para muchas aplicaciones, entre ellas:
Lápices Lubricantes Ladrillos Crisoles Pistones Juntas Arandelas Rodamientos Electrodos Carbones de un motor Discos de grafito Grafeno Tintura de grafito
Por lo tanto puede ser utilizado en industrias como:
Construcción Construcción Farmacéutica Médica Minería
* Maquinaria * Eléctrica
El fullereno es la tercera forma molecular más estable del carbono, del carbono, tras tras el grafito el grafito y y el diamante. el diamante. La La primera vez que se encontró un fullereno fue en 1985: Su naturaleza Su naturaleza y y forma forma se han hecho ampliamente conocidas en la ciencia la ciencia y, y, en la cultura en general por sus características físicas, químicas y estéticas.
Versatilidad para para la obtención de de nuevos compuestos. compuestos. Fijador de antibióticos (Atacar bacterias y ciertas células cancerígenas). No son muy reactivos debido a la estabilidad de los enlace tipo grafito. Poco solubles en la mayoría de disolventes. Entre los disolventes comunes para los fullerenos se incluyen el tolueno y tolueno y el disulfuro el disulfuro de carbono. El fullereno es la única forma alotrópica del carbono que puede ser disuelta. La resistencia La resistencia térmica y térmica y la superconductividad. superconductividad.
Un método habitual para producir fullerenos es hacer pasar una corriente eléctrica intensa entre dos electrodos de grafito próximos en atmósfera inerte. El arco resultante entre los dos electrodos produce un depósito de hollín del que se pueden aislar muchos fullerenos diferentes.
Lubricantes Superconductores Imágenes Medicas Catálisis química Dispositivos de Grabación
Aunque se piensa que los fullerenos son en teoría relativamente inertes, una presentación dada a la Sociedad Química Estadounidense en marzo de 2004 y descrita en un artículo publicado en la revista New Scientist el 3 de abril de 2004, sugiere que la molécula es perjudicial para los organismos. Un experimento llevado a cabo por Eva Oberdörster en la Southern Methodist University, en el que introdujo fullerenos en agua en concentraciones de 0,5 partes por millón, mostró que un pez sufrió un daño celular en el tejido cerebral 17 veces superior, 48 horas después. El daño consistía en una peroxidación lipídica a nivel de la membrana celular, lo que deteriora el funcionamiento de ésta. Se produjeron también inflamaciones en el hígado y la activación de genes relacionados con la síntesis de enzimas reparadoras.
Los nanotubos de carbono son una forma alotrópica del carbono, como el diamante, el grafito o los fullerenos. Su estructura puede considerarse procedente de una lámina de grafito enrollada sobre sí misma. Dependiendo del grado de enrollamiento y la manera como se conforma la lámina original, el resultado puede llevar a nanotubos de distinto diámetro y geometría interna. Los nanotubos conformados como si las esquinas de un folio se uniesen por sus extremos formando
un canuto, se denominan nanotubos monocapa. Existen también nanotubos cuya estructura se asemeja a la de una serie de tubos concéntricos, incluidos unos dentro de otros a modo de "muñecas matriuska" y lógicamente de grosores crecientes desde el centro a la periferia. Estos últimos son los nanotubos multicapa. Se conocen derivados en los que el tubo está cerrado por media esfera de fullereno, y otros que no están cerrados. Los nanotubos están siendo estudiados activamente, como los fullerenos por su interés fundamental para la química y por sus aplicaciones tecnológicas. Es, por ejemplo, la primera sustancia conocida por la humanidad capaz de sustentar indefinidamente su propio peso, una condición necesaria para la construcción de un ascensor espacial.
La síntesis de nanotubos de carbono por esta técnica es esencialmente un proceso de dos etapas, en una primera etapa se preparan los catalizadores y en una segunda etapa se crecen los nanotubos. Los catalizadores son preparados generalmente dispersando nanopartículas de un metal de transición sobre un substrato. Dado que el elemento activo es el metal en estado elemental, es necesario un tratamiento de reducción con hidrógeno para inducir la nucleación de partículas catalíticas en el sustrato. En la siguiente etapa (el catalizador ha de estar ya en todo momento en atmósfera controlada libre de aire), se introduce en el sistema la fuente de carbono para producir el crecimiento de los nanotubos. Las temperaturas utilizadas para la síntesis de nanotubos por CVD se hallan generalmente comprendidas entre 650 y 900ºC. Suele emplearse un reactor tubular, introducido en un horno eléctrico, para llevar a cabo ambas etapas, pasando de una a otra mediante los flujos de gases y las temperaturas. Durante la etapa de crecimiento de nanotubos, suele seguir utilizándose hidrógeno como gas portador ya que este inhibe la formación de carbono amorfo. Cuando se desea producir VGCF engordadas, suele realizarse una tercera etapa de engrosamiento, donde se disminuye la relación de hidrógeno y se incrementa la temperatura para favorecer el craqueo. El método del sustrato es versátil y permite obtener los distintos tipos de filamentos con alta selectividad. Sin embargo, las cantidades a producir son muy pequeñas, al ser un proceso discontinuo que requiere de unos tiempos de residencia elevadísimos, por lo que los costes son astronómicos.
Este método fue desarrollado en la década de 1980 por los grupos de Endo y Tibbetts para la producción de VGCF. Hoy en día, es una forma válida de la obtención de nanotubos, nanofibras o VGCF, aunque el control de lo que ocurre es bastante más complicado que en el método del sustrato. La idea de este método es producir de forma continua, en un único proceso continuo, los nanofilamentos catalíticos, introduciendo en el reactor sus reactivos. Por lo tanto, todas las etapas
descritas en el método del sustrato (preparación del catalizador, generación de nanopartículas de metal elemental, crecimiento de nanofilamentos (y engrosamiento) debe tener lugar en un único reactor. Como fuente de catalizador suele utilizarse Fe principalmente, y en concreto órgano metálicos de Fe para que la generación de las nanopartículas metálicas activas sea más factible. Se utilizan tanto Fe (CO)5 como ferroceno. No se han encontrado en la bibliografía ningún trabajo en el que se obtengan nanofilamentos en catalizador flotante alimentando sales el reactor. Para que los volúmenes del reactor no sean muy grandes y su diseño sea factible, la reacción debe tener una cinética razonable, muy superior a la del método del sustrato. Para ello hay que incrementar mucho la temperatura, con la inevitable formación de hollín por craqueo de la fuente de carbono. Para minimizar la formación de hollín, el tiempo de residencia ha de ser muy pequeño, del orden de segundos. Este gran incremento de la cinética se consigue añadiendo una fuente de S (H2S, tiofeno), en cantidades aproximadamente equimolares con el metal. La función del S no está clara, aunque parece que tiene que ver con la generación de partícula fundida.
La "ablación láser" es un proceso que consiste en vaporizar un blanco de grafito mediante la radiación de un pulso láser, en un reactor de alta temperatura y en presencia de un gas inerte. Los nanotubos se forman cuando el grafito vaporizado entra en contacto con la superficie fría, condensando sobre las paredes del reactor. Este procedimiento suele presentar un rendimiento típico del 70% en peso y produce nanotubos monocapa, con un diámetro que puede controlarse variando la temperatura en el interior del reactor.
Desde 1991, la presencia de nanotubos se ha podido observar en el hollín producido al provocar un arco eléctrico entre dos electrodos de grafito. La corriente típica para producir dicho arco era de unos 100 amperes, y paradójicamente lo que se pretendía era producir fullerenos. La primera vez que se produjeron nanotubos de carbono, de forma masiva, fue usando un método similar al anterior, por dos investigadores del Laboratorio de Investigación Básica de la compañía NEC.
En dicho proceso se observó que el carbono contenido en el electrodo negativo sublimaba debido a las altísimas temperaturas producidas por la descarga que provocaban el arco voltaico. Esta técnica es el método más importante usado en la síntesis de nanotubos, puesto que fue la primera en la que la producción de esta forma alotrópica era apreciable. La descarga de arco es un tipo de descarga eléctrica continua que genera luz y calor muy intensos. Se produce entre dos electrodos enfrentados dentro de una atmósfera de gas inerte a baja presión. Por los electrodos de grafito, se hace pasar una corriente intensa, (cientos de amperes) la cual hace sublimar los átomos de carbono de la superficie de los electrodos, formando un plasma alrededor de estos. En un arco abierto al aire y a presión normal, (una atmósfera) el electrodo positivo alcanza una temperatura de unos 3.000 ºC. El rendimiento típico usando esta técnica, es del orden del 30% en peso y los productos obtenidos son tanto nanotubos monocapa, como multicapa de una longitud típica de unas 50 micras. Se puede combinar con el método de purificación por oxidación, desarrollado por Ebbesen en 1994, que consiste en el calentamiento de la fullerita extraída después de la descarga a 1000 K, en una atmósfera de oxígeno durante 30 minutos. Este procedimiento permite evaporar las diferentes clases de fullerenos y dejar los nanotubos aislados. También se emplea para evaporar las paredes más externas de los nanotubos de tipo multicapa, y también para abrir los extremos de los mismos.
La deposición catalítica en fase de vapor, o Catalytic Vapor Phase, (a partir de ahora, CVD) fue descrita por primera vez en 1959, pero no fue hasta 1993 cuando los nanotubos se pudieron sintetizar mediante este proceso. En 2007, un grupo de investigadores de la Universidad de Cincinnati, desarrollaron un proceso de crecimiento que permitía obtener matrices de nanotubos de carbono alineados, de una longitud media de unos 18 mm. En la CDV, normalmente se prepara un sustrato con una capa de metal, como el níquel, cobalto, oro o una combinación de estos. Las nanopartículas de metal se pueden producir también, por otros medios incluidos la reducción de óxidos o soluciones de óxidos sólidos. Los diámetros de los nanotubos que van a formarse por crecimiento controlado, están relacionados con el tamaño de las partículas de metal. Este tamaño se puede controlar por deposición de patrones (o mascaras de metal), o por la adición de agua fuerte sobre la capa de metal. El sustrato se calienta aproximadamente a unos 700 ºC. Para iniciar el crecimiento de nanotubos, se mezclan dos gases en el reactor. Un gas de proceso tal como amoniaco, nitrógeno, hidrógeno y otro gas que se usa como fuente de carbono; así como
acetileno, etileno, etanol, metano, etc. Los nanotubos crecen en el lado del catalizador de metal. El gas que contiene carbono se rompe sobre la superficie de las partículas catalíticas, y el carbono es transportado a los límites de la partícula, donde se forman los nanotubos. Este mecanismo está todavía en fase de estudio y discusión. Las partículas catalíticas pueden permanecer sobre las puntas de crecimiento de los nanotubos durante el proceso de crecimiento, o continuar sobre la base del nanotubo, dependiendo de la adhesión entre las partículas catalíticas y el sustrato. CDV es un método muy frecuente para la producción comercial de nanotubos de carbono. Para este propósito las nanopartículas de metal, se mezclarán cuidadosamente con un soporte catalizador por e.g. ( MgO, Al2O3, etc.); para incrementar el área de superficie específica, en aras de una mayor producción de la reacción catalítica defeedstock con las partículas de metal. Otra cuestión de la ruta de síntesis es la eliminación del soporte catalítico mediante un tratamiento ácido, lo que algunas veces podría llevar a la destrucción de la estructura original de los nanotubos. Algunos soportes catalíticos alternativos que son solubles en agua, han demostrado ser más efectivos para el crecimiento de nanotubos. Si se genera un plasma, aplicando un intenso campo eléctrico durante el proceso de crecimiento (deposición del vapor químico aumentada por plasma); entonces el crecimiento del nanotubo seguirá la dirección del campo eléctrico. Ajustando adecuadamente la geometría del reactor, es posible sintetizar nanotubos verticalmente alineados, e.g., perpendiculares al sustrato, una morfología que ha sido del interés de los investigadores interesados en la emisión de electrones por parte de nanotubos. De manera usual, sin la presencia del plasma, los tubos resultantes están orientados aleatoriamente. El resultado es parecido a un "bowl de spaghetti" de carbono. Bajo ciertas condiciones de reacción, incluso en ausencia de campos eléctricos o plasmas, los nanotubos crecerán espaciados estrechamente y mantendrán una dirección de crecimiento vertical. El resultado es una densa matriz de tubos reensamblados a modo de alfombra o bosque. De los métodos desarrollados para la síntesis de nanotubos, la técnica CVD se muestra la más prometedora para la escala industrial en términos de relación precio/unidad. Hay ventajas adicionales para la síntesis de nanotubos por CVD. De los diferentes métodos de obtención de nanotubos, CVD es la única técnica capaz de lograr un crecimiento directamente sobre un sustrato determinado. Sin embargo, en las demás técnicas, los nanotubos deben ser recopilados posteriormente. Los lugares de crecimiento son controlables por deposición cuidadosa de un catalizador. Además no hay otros métodos de crecimiento, por ahora, que se hayan desarrollado para producir nanotubos alineados verticalmente. En el año 2007, un grupo de la Universidad de Meijo, desarrolló una técnica CVD para el crecimiento de nanotubos de carbono a partir del alcanfor. Otro grupo de investigadores de la Universidad de Rice, se ha concentrado en diseñar métodos para la producción de cantidades apreciables de nanotubos de gran longitud y pureza de una conformación particular. La forma de acometer el problema, se basa en hacer crecer fibras largas a partir de las semillas que provienen de un único nanotubo cortado. En los análisis de las muestras se comprobó que todas las fibras obtenidas resultaron ser del mismo diámetro y tipo del nanotubo original. Más adelante se espera una mejora en la producción y longitud de los nanotubos, para que puedan usarse en aplicaciones
industriales. El crecimiento CVD de nanotubos multicapa, lo usan actualmente algunas compañías para producir toneladas de materiales.
Las aplicaciones más importantes de los nanotubos de carbono reportadas hasta el momento son en el área de la electrónica molecular, en la que éstos se consideran como componentes de la electrónica convencional, con la diferencia de que son del tamaño de una simple molécula. Este avance abre muchas posibilidades para la electrónica, ya que va a permitir que continúe la miniaturización de los artefactos electrónicos. Muchas aplicaciones de los nanotubos están aún en los laboratorios de las empresas y se espera que salgan al mercado en un futuro inmediato. En microelectrónica ya se ha propuesto el uso de los CNT en aplicaciones tan diversas como transistores TFT flexibles, memorias no volátiles (NRAM), conectares verticales de solo 150 nm compatibles con la tecnología CMOS y disipadores térmicos de calor para amplificadores de alta potencia.
También se han propuesto aplicaciones de los CNT en la fabricación de baterías de iones de litio para ordenadores portátiles y teléfonos móviles, celdas de combustible, células solares, e incluso para la purificación del agua. Sin embargo, la mayoría de estas aplicaciones aún se limita a los laboratorios de I+D, pero se espera que su comercialización sea próxima. El artículo de Michael F. L. De Volder y sus colegas discute éstas y muchas otras aplicaciones de los CNT con cierto detalle (la información suplementaria incluye enlaces a las páginas web de las empresas/industrias que lideran estas aplicaciones).
Actualmente, los referentes a
artículos nanotubos de
carbono hablan acerca de todas sus posibles aplicaciones en las diferentes áreas de la ciencia; sin embargo solo un pequeño número de ellos toca el tema de los riesgos que se pueden generar al manejar este tipo de materiales. Ya hablamos de las ventajas y oportunidades de estas nano estructuras, pero lo que también hay que considerar son los riesgos que podrían tener el uso excesivo de estos. Hay algunas revistas especializadas, como la Chemical Research in Toxicology y Environmental Science & Technology, las cuales se dedican al estudio toxicológico y ambiental de los distintos materiales; éstos mencionan que los nanotubos de carbono pueden llegar a ser tóxicos, dependiendo de su concentración y el método de producción de estos. Sin embargo, se han investigado nuevos métodos para poder reducir su nivel de peligrosidad, éstos se l es introducen otros elementos para aumentar la biocompatibilidad y, por ende, reducir su nivel tóxico. Otra desventaja en el uso excesivo de estas nanoestructuras, es que son muy estables, por lo que serán muy difíciles y costosas de degradar. Esto puede llevar a un alto nivel de contaminación si no se tienen medidas regulatorias entre la producción y degradación de estos materiales. Es por eso que mientras no se tengan las condiciones adecuadas para poder degradar los nanotubos de carbono de una manera efectiva y poco costosa, no se deberían de empezar a comercializar productos basados en estos materiales.
Es muy flexible Es transparente Autoenfriamiento (según algunos científicos de la Universidad de Illinois). Conductividad térmica y eléctrica altas.6 Elasticidad y dureza elevadas. (Sobre todo) Muy alta dureza: 200 veces mayor que la del acero, casi igual a la del diamante.7
Reacción química con otras sustancias para producir compuestos de diferentes propiedades. Esto lo dota de gran potencial de desarrollo. Soporte de radiación ionizante. Gran ligereza, como la fibra de carbono, pero más flexible. Menor efecto Joule: se calienta menos al conducir los electrones. Para una misma tarea que el silicio, menor consumo de electricidad. Generación de electricidad al ser alcanzado por la luz.8 Razón Superficie/Volumen muy alto, lo que le atorga un buen futuro en el mercado de los supercondensadores. Se puede dopar introduciendo impurezas para cambiar su comportamiento primigenio de tal manera que se pueda hacer que no repela el agua o que incluso mejore todavía más la conductividad. Cuando una lámina de grafeno recibe algún daño que quiebra su estructura produciendo un agujero consigue atraer átomos de carbono situados en las proximidades para así reparar los huecos (se autorepara).
El grafeno en sí es un material muy fácil de encontrar, tanto es así, que incluso de las minas de los lápices se puede obtener. El problema que se tiene es que para poder aprovechar las virtudes de este material al máximo, éste, debe ser lo más puro posible, y en las minas de los lápices, se han encontrado minerales varios que se mezclan con el grafeno, lo que disminuye bastante su pureza. El método más normal y casero, es éste, usando celo, y pegando el grafito a este durante varias veces, hasta conseguir una capa. Ahora la mayor dificultad es producirlo a gran escala, para la empresa y su estudio.
Se usa un reactor CVD donde se introduce un gas con carbono, entonces, aplicando una cantidad de energía se depositan los átomos de carbono sobre un substrato metálico, donde posteriormente se transfieren las láminas de grafeno al substrato final que dependerá del uso que se le quiera dar al grafeno (vidrio, silicio,...).
Nota: el CVD (Chemical Vapor Deposition) utiliza gas metano que se transforma mediante deposición química en fase vapor, en móleculas de carbono, oxígeno e hidrógeno. Aún así el coste no baja demasiado, ya que está entre los 300 y 1000 €
Los métodos existentes para la fabricación de grafeno requieren un equipo costoso, especializado y con complejos procedimientos de fabricación, como expliqué en el caso anterior. En el nuevo método propuesto, la máquina más compleja para producir láminas de grafeno es un limpiador ultrasónico, un equipo común en muchos laboratorios. Según explican los científicos, a nivel molecular, el grafito se asemeja a un sándwich compuesto de muchos estratos de grafeno. Estos estratos son difícilmente separables. Para debilitar las interacciones entre ellos, oxidaron el grafito. El polvo obtenido de este modo - óxido de grafito - se suspendió en agua posteriormente y se colocó en un limpiador ultrasónico. Los ultrasonidos separaron las láminas oxidadas de grafeno unas de otras y se obtuvieron escamas de óxido de grafeno con un espesor de aproximadamente 300 nanómetros. Los investigadores tuvieron que superar algunas dificultades, como la presencia de oxígeno en los compuestos, que cambiaba las propiedades físico-químicas del material de conductor a aislante.
El grafeno en polvo se utiliza en aplicaciones que requieren un material más barato, como composite para construcción. Lo más frecuente es mezclarlo con otros materiales. El proceso de producción de grafeno en polvo básicamente parte del grafito como materia prima y consiste en realizar una oxidación y un proceso de ultrasonificación para separar las pequeñas láminas de grafeno que componen el grafito. (Explicado en el apartado anterior.) Sus propiedades no son tan buenas como el grafeno en lámina y conduce peor la electricidad.
Este nuevo material es fabricado colocando y moviendo moléculas de óxido de carbono sobre una superficie de cobre, y aunque es más costoso de producir, permite manipular las propiedades del grafeno con mayor precisión, ya que éste cuenta con mayor pureza que la que se obtiene en el grafeno original.
Una de las primeras aplicaciones de conocimiento público llegó por parte de IBM, cuando la empresa reveló que trabajaba en el desarrollo de procesadores basados en grafeno, logrando además la creación de circuitos integrados completos, reemplazando así al silicio como material básico para su fabricación. Como el grafeno consume menos energía que el silicio al realizar las mismas tareas, aporta a solucionar uno de los problemas a los que se enfrentan los procesadores para computadoras: la disipación de calor. Porque mientras más energía gaste una CPU, GPU o cualquier clase de procesador, más calor generará y se hará más inestable de utilizar hasta que el material ya no resista. Y en esto mucho tiene que ver la frecuencia a la que funciona un procesador. Porque a mayor frecuencia, mayor será el gasto energético y por ende la generación de calor. En la teoría, un procesador de silicio actual puede llegar hasta los 40GHz en frecuencia, pero si reemplazamos el silicio por grafeno para crear los transistores que dan vida a una CPU, se podría llegar hasta los 1.000GHz, lo que ciertamente representa una mejora respecto a la realidad actual.
Al ser capaz de conducir electrones de muy buena forma casi sin calentarse en el proceso, investigadores de la Universidad de Texas y la Universidad de Corea del Sur descubrieron que una lámina de grafeno puede usarse en el desarrollo de pantallas táctiles, aprovechando el hecho de que una lámina de grafeno puede ser totalmente transparente, ideal para colocar por sobre un panel de pixeles sin disminuir el brillo de su retroiluminado. Además, esa delgada lámina de grafeno sensible a la conducción eléctrica y que captaría nuestros toques puede ser muy flexible, aportando a lo que podrían ser futuras pantallas táctiles flexibles, lo que bien podría acompañarse de la tecnología OLED flexible para el desarrollo de esta clase de tecnología.
Investigadores de la Universidad de Cambridge lograron que el grafeno fuera capaz de captar una gran cantidad de luz, lo que se puede utilizar en la creación de cables de fibra óptica muy veloces que se benefician de otra de las propiedades del material: los electrones se desplazan rápidamente en él. Así, se prometen cables de grafeno que podrían mover información cientos de veces más rápido que uno actual, lo que podría implementarse en el área de las telecomunicaciones para la instalación de redes más veloces, aumentando así la capacidad y rapidez de Internet, la telefonía móvil y en definitiva, todas las comunicaciones que se llevan a cabo sobre nuestro planeta.
Quizás uno de los descubrimientos más emocionantes es el relacionado al campo de las baterías, donde hoy en día la tecnología permite dispositivos que funcionan durante pocas horas hasta requerir de una carga eléctrica que puede durar otras varias horas, degradando la experiencia de uso en teléfonos móviles, tabletas y computadoras portátiles. Pero se está desarrollando una tecnología que utiliza grafeno y muestra dos propiedades que darán vuelta a la industria de las baterías: diez veces más capacidad de almacenamiento de energía y una reducción de diez veces en el tiempo de carga para la misma. Esto sin duda revolucionaría los dispositivos móviles.
Qin Zhou y Alex Zettl son dos científicos de la Universidad de California que quieren revolucionar el mercado del audio gracias a sus audífonos y parlantes de grafeno. La idea es crear un diafragma
hecho de grafeno que se coloque en medio de dos electrodos para crear un campo magnético, tras lo cual el grafeno vibra y produce sonido. Según los investigadores, sin mucho trabajo posterior para "afinar" los audífonos y darles un tratamiento especial, se consiguió un sonido a la par de productos actuales de alta calidad. Y como el diafragma de grafeno utiliza una lámina que es muy delgada, el tamaño y peso del producto también puede ser muy reducido, por lo que podrían crearse audífonos de alta calidad que al mismo tiempo sean muy portátiles.
¿Paneles solares? Pueden ser cosa del pasado. Porque investigadores de la Universidad de Manchester crearon un material basado en el grafeno capaz de absorber la energía emitida por el sol para transformarla en energía
utilizable dentro del hogar, sólo que no se necesitaría de un grosero y pesado panel sobre el techo, ya que se requiere sólo de una fina capa que hasta puede ser utilizada como pintura en la fachada. Esto permitiría ampliar la superficie útil para captar la energía, al mismo tiempo que puede tener una utilidad estética ya que el material cambia de color. Y el dispositivo fotovoltáico conseguido es tan o más eficiente que la tecnología actual en paneles solares, pudiéndose solucionar el tema energético en zonas donde es difícil ubicar un tendido eléctrico convencional.
Una cámara fotográfica actual está compuesta, básicamente, de un lente por el que pasa la luz y que luego llega a un sensor, captándola y transformándola en información digital. Lo que investigadores de la Nanyang Technological University en Singapur lograron fue crear un sensor hecho de grafeno, aumentando la sensibilidad del dispositivo unas mil veces en relación a las tecnologías actuales CMOS o CCD. Estamos hablando de una mejora escandalosamente alta para lo que son sensores utilizados en cámaras profesionales y compactas, permitiendo mejores capturas en condiciones de poca luz y en general para cualquier ocasión. Además, estos nuevos sensores de grafeno consumen
diez veces menos energía y son cinco veces más económicos de producir en masa que los convencionales, por lo que más que interesante, su llegada al mercado se nos hace casi necesaria.
Ultra ligera. Súper fuertes Conducen la electricidad. Resistentes. Orgánico y ecológico.
El súper material del futuro será barato, resistente, orgánico y ecológico. Científicos de la Universidad de Texas se sirven de la misma bacteria que produce la nata de coco para transformar algas en nanocelulosa; elemento que podría revolucionar al mundo. La nanocelulosa es materia vegetal que ha sido descompuesta en piezas microscópicas, purificada y vuelta a construir. La bacteria Acetobacter xylinum es capaz de sintetizar la celulosa encontrada en las algas verdeazuladas, con tan sólo un poco de agua, luz solar y tiempo. El proceso absorberá dióxido de carbono, el gas invernadero principalmente responsable del calentamiento global.
Las moléculas de nanocelulosa son increíblemente ligeras, super-fuertes, y conducen electricidad. Ahora que se descubrió una nueva manera de obtener nanocelulosa a partir de algas vale la pena conocer las posibles aplicaciones de este supermaterial.
Ya que la nanocelulosa esta compuesta de una densa cantidad de cristales aciculares es sumamente dura. De hecho, tiene una relación resistencia-peso que es ocho veces mayor al acero inoxidable, lo que la hace perfecta para la construcción de armaduras futuro fuertes y ligeras.
Debido a que la nanocelulosa es transparente, ligera y resistente, puede ser utilizada en un material que sustituya al plástico o el vidrio. Es por eso que Pioneer Electronics está experimentando con este material para hacer algunas de las más increíblemente delgadas y flexible pantallas del futuro. Científicos de la Universidad de Texas anunciaron un nuevo método en el que utilizan genes de la familia de bacterias que produce el vinagre y así cultivar algas que produzcan nanocelulosa para biocombustibles y otros productos.De acuerdo con la investigación las algas cultivadas son capaces de producir grandes volúmenes de nanocelulosa, moléculas de cadena larga que forman troncos de árboles, ramas, fibras de algodón y además son el componente principal del papel y cartón. El nuevo material fue mostrado en la National Meeting & Exposition of the American Chemical Society, en donde el doctor Malcolm Brown Jr se mostró optimista sobre este nuevo proceso. Actualmente, la utilización de cultivos de vegetales comestibles como maíz o caña de azúcar destinados a producir biocombustibles, o el cambio de uso de tierras dedicadas al cultivo de estos vegetales, provoca deforestación y/o desecación de terrenos vírgenes o selváticos, ya que al incrementarse los precios de estos combustibles se financia la tala. Dentro de otras utilidades de este material, la nanocelulosa puede ser utilizada para crear películas flexibles o chalecos antibalas de poco peso, además de ser tan absorbente que incluso podría utilizarse para limpiar los derrames petroleros. El doctor Brown, uno de los autores del estudio, dijo que si son capaces de completar los pasos finales, habrán logrado una de las más importantes transformaciones agrícolas,ademas anunció que van a tener plantas que producen nanocelulosa abundante y barata. Puede llegar a ser la materia
prima para la producción sostenible de biocombustibles y muchos otros productos. Además de producir nanocelulosa, las algas absorben el dióxido de carbono, el principal gas de efecto invernadero relacionados con el calentamiento global. La fabricación de biocombustibles a partir de algas o el aprovechamiento de la parte no comestible de los vegetales podría proporcionar alternativas más sustentables a los inconvenientes causados por los biocombustibles de primera generación.
Así como el grafeno, la nanoestructura de la nanocelulosa puede utilizarse para crear filtros que pueden purificar todo tipo de líquidos. Entonces sería posible obtener agua potable, filtrar la sangre durante las transfusiones, o incluso atrapar sustancias químicas peligrosas en los cigarrillos.
Si combinamos las bondades del grafeno junto con las propiedades flexibles de la nanocelulosa, podríamos obtener pilas que se recargar al ser dobladas.
Debido a que es muy fuerte y ligero, la nanocelulosa puede ayudar a crear un espuma que puede soportar más de 10.000 veces su propio peso. Como resultado, un material muy poroso y súper absorbente que podría servir como sustituto a las compresas o incluso los tapones higiénicos.
Debido a que la nanocelulosa es bastante barata por producirse de algas podría utilizar en grandes volúmenes. De hecho, Ford estima que será capaz
de crear partes de carrocería que restarían peso a los automóviles. Esto significa que podría bajar el gasto de combustible.
Con algas verde-azules modificadas genéticamente se puede crear un subproducto para generar biocombustible.
Es el proceso químico por el cual ciertas moléculas de pequeño tamaño (monómeros) pueden reaccionar entre sí para dar una molécula de gran tamaño (macromolécula) con una constitución más o menos repetitiva (polímero), se conoce con el nombre de polimerización. La molécula de polímero se genera por reacción entre dos grupos funcionales que son reactivamente complementarios. Estas dos funciones pueden encontrarse en una misma molécula o en dos moléculas distintas. Un caso singular lo constituyen los enlaces múltiples (dobles y triples) que actúan por si mismo como funciones complementarias. Se clasifican en:
Polímeros naturales.
Polímeros sintéticos. Polímeros semisinteticos. Polímeros biodegradables.
Los polímeros naturales reúnen, entre otros, al almidón cuyo monómero es la glucosa y al algodón, hecho de celulosa, cuyo monómero también es la glucosa. La diferencia entre ambos es la forma en que los monómeros se encuentran dispuestos dentro del polímero. Otros polímeros naturales de destacada importancia son las proteínas, cuyo monómero son los aminoácidos. Por otro lado, la lana y la seda son dos de las miles de proteínas que existen en l a naturaleza, éstas utilizadas comos fibras y telas. Todo lo que nos rodea son polímeros. Los tejidos de nuestro cuerpo, la información genética se transmite mediante un polímero llamado ADN, cuyas unidades estructurales son los ácidos nucleicos.
El caucho natural es un polímero elástico y semisólido, que posee la siguiente estructura:
Caucho natural formado por monómeros de isopreno El monómero del caucho natural es el isopreno (2-metil-1,3-butadieno), que es un líquido volátil.
Las proteínas funcionan como material estructural en los animales, tal como la celulosa en las plantas. Todas las proteínas contienen los elementos carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, y casi todas ellas contienen azufre. Las proteínas están formadas por cerca de 20 aminoácidos diferentes. Estos tienen dos grupos funcionales: el grupo amino (-NH 2) y grupo el carboxilo (-COOH). El grupo amino está unido a un carbono vecino del grupo carboxilo:
Esquema de un aminoácido Los aminoácidos forman una proteína a través de un enlace peptídico, enlace entre un carbono del grupo carboxilo y un grupo amino.
Enlace peptídico Las proteínas son poliamidas. El enlace amida (-CONH-) entre un aminoácido y otro aminoácido se denomina enlace peptídico . Se puede observar que sigue existiendo un grupo amino reactivo a la izquierda y un grupo carboxilo a la derecha. Cuando se unen dos aminoácidos, el producto es un dipéptido:
Cuando se combinan tres aminoácidos, se forma un tripéptido.
Cada uno de los terminales puede seguir reaccionando para unir más unidades de aminoácidos.
El extremo de la molécula de proteína que tiene un grupo carboxilo libre se denomina terminal C . El extremo que tiene un grupo amino libre se denomina N . Una molécula con más de diez unidades de aminoácidos se llama polipéptido . Cuando la masa molar de un polipéptido es mayor de 10 000, se denomina proteína . La distinción entre los polipéptidos y las proteínas es arbitraria, y no siempre se aplica.
Los 20 aminoácidos existentes difieren solo en las cadenas l aterales, las cuales pueden ser otros grupos funcionales o cadenas hidrocarbonadas.
Ejemplo de cadenas laterales variables Los aminoácidos tienen un grupo ácido y uno básico. En solución acuosa, el ión hidrógeno del ácido carboxílico es transferido al grupo básico que es el amino: el producto resultante es una molécula polar.
Dipéptido, con ambos aminoácidos cargados
Los polímeros naturales incluyen al ARN y al ADN, vitales en genes y en los p rocesos de la vida. Por cierto, el ARN mensajero es el que hace posible la existencia de las proteínas, los péptidos y las enzimas. Las enzimas colaboran en la química interior de los organismos vivientes y los péptidos conforman algunos de los componentes estructurales más interesantes de la piel, el cabello e inclusive los cuernos de los rinocerontes. Entre otros polímeros naturales se encuentran incluidos los polisacáridos (azúcares) y los polipéptidos como la seda, la queratina y el cabello. El caucho natural es también un polímero natural, constituido sólo por carbono e hidrógeno. Veamos más de cerca cada una de las principales familias de polímeros naturales.
El ARN y el ADN contienen estructuras poliméricas basadas en unidades de azúcares. Esto los convierte en polisacáridos, aunque en el caso del RNA y el DNA existen grupos perfectamente ordenados unidos a las unidades de azúcares, que les confieren a dichos polímeros sus particularidades tan especiales.
Otra familia de polisacáridos incluye al almidón y la celulosa. El almidón es un polisacárido de alto peso molecular. Alimentos como el pan, el maíz y las papas se encuentran llenos de almidón. El almidón puede tener hasta 10.000 unidades de azúcar unidas entre sí. El modo en que se encuentran enlazadas estas unidades, ya sea en forma lineal o con algunas de ellas formando ramificaciones, determina el tipo de almidón o polisacárido (más adelante ampliaremos detalles). Otro importante miembro de la familia de los polisacáridos es la celulosa. Es el principal polímero constituyente de las plantas y los árboles. La m adera es principalmente celulosa. Este polímero es distinto al almidón. (Haga clic aquí para descubrir más.) El almidón es soluble en agua caliente y con él pueden hacerse útiles objetos. La celulosa, por otra parte, es altamente cristalina y prácticamente no se disuelve en nada. El algodón es una forma de celulosa que empleamos en casi toda nuestra ropa. El hecho de q ue sea insoluble en agua caliente es importante. De lo contrario, nuestra ropa se disolvería al lavarla. La celulosa posee también otra fantástica propiedad que hace posible que se vuelva lisa y achatada cuando la humedecemos y le pasamos una plancha caliente por encima. Esto hace que nuestra ropa de algodón se vea elegante (al menos por un tiempo) pero no obstante permite una fácil limpieza cada vez que la lavamos.
Otro miembro de los polisacáridos es la quitina. Constituye el caparazón de los langostinos, camarones, cangrejos, langostas de mar y otros crustáceos. Es rígida, insoluble... y en cierto modo flexible. Hasta ahora no hemos logrado hacer polímeros sintéticos que posean esta maravillosa combinación de propiedades. Tampoco hemos descubierto qué hacer con la quitina, si bien empleamos la celulosa para un montón de aplicaciones químicas y para fabricar papel, casas de madera, calzado de madera, etc. Existe un gran campo de investigación acerca de los usos de la quitina para diferentes cosas y quizás algún día podamos hacer ropas o plásticos a partir de ella. Es un área de investigación sumamente importante desde el momento en que se emplean polímeros naturales que provienen de deshechos o recursos renovables. Químicamente la quitina es poli( N -acetilglucosamina). Aquí está su estructura:
Las enzimas son unos de los principales tipos de polipéptidos y son cruciales para la vida en la tierra. Todos los organismos vivientes emplean enzimas para hacer, modificar y cortar los polímeros que hemos discutidos aquí. Las enzimas son catalizadores destinados a trabajos específicos. Con gran frecuencia, cada enzima realiza sólo un tipo de tarea o una sola clase de molécula. Esto significa que debe haber montones de enzimas diferentes, todas constituidas por distintas combinaciones de aminoácidos unidos de modos únicos en los polipéptidos, para realizar todas las tareas que cualquier organismo viviente necesita. Sabemos que cada criatura sobre la tierra posee cientos o aún miles de enzimas diferentes para realizar lo que la misma requiere. Lo realmente extraño es que cada una de las enzimas tiene que estar constituida por otras enzimas. Esto conduce a mecanismos de control sumamente complicados: no tenemos ni la más mínima idea (en la mayoría de los casos) de cómo y cuándo la naturaleza decide qué enzimas son necesarias, ni cómo éstas son activadas o desactivadas. Estamos comenzando a descubrirlo y el estudio de estos sistemas constituye una importante parte de la bioquímica y la biología.
Durante la Segunda Guerra Mundial, Japón cortó el suministro de caucho natural proveniente de Malasia e Indonesia a los aliados. La búsqueda de un sustituto dio como origen el caucho sintético, y con ello surgió la industria de los polímeros sintéticos y plásticos. El polibutadieno, un elastómero sintético, se fabrica a partir del monómero butadieno, que no posee un metil en el carbono número dos, siendo esta la diferencia con el isopreno. CH2 = CH – CH = CH2 1,3 -butadieno El polibutadieno tiene regular resistencia a la tensión y muy poca frente a la gasolina y a los aceites. Estas propiedades limitan las posibilidades de fabricar con ellos l os neumáticos.
Policloropreno o neopreno El policloropreno o neopreno, se fabrica a partir del 2-cloro-1,3-butadieno. El neopreno presenta mejor resistencia a la gasolina y los aceites y se utiliza en la fabricación de mangueras para gasolinas y otros artículos usados en las estaciones de servicio. Un copolímero es el producto que se forma por la mezcla de dos monómeros, y en cuya cadena existen las dos unidades. El caucho estireno-butadieno (SBR) es un copolímero que contiene un 25% de estireno y un 75% de butadieno. Un segmento de este copolímero es el siguiente:
Este polímero sintético es más resistente a la oxidación y a la a brasión que el caucho natural, pero sus propiedades mecánicas no son tan óptimas. Al igual que el caucho natural, el caucho estirenobutadieno contiene dobles enlaces capaces de formar enlaces cruzados. Este material se usa, entre otras cosas, para la fabricación de neumáticos. Se ha logrado sintetizar el poliisopreno, un compuesto idéntico en todos los sentidos al caucho natural, solo que no se extrae del árbol del caucho.
Para formar un polímero existen dos caminos factibles: polimerización por adición y polimerización por condensación. - Polimerización por adición: los monómeros se adicionan unos con otros, de tal manera que el producto polimérico contiene todos los átomos del monómero inicial. Un ejemplo de esto es la polimerización del etileno (monómero) para formar el polietileno, en donde todos los átomos que componen el monómero forman parte del polímero.
Esquema de polimerización por adición - Polimerización por condensación: en este caso, no todos los átomos del monómero forman parte del polímero. Para que dos monómeros se unan, una parte de éste se pierde.
Esquema de polimerización por condensación
Los polímeros biodegradables son aquellos capaces de ser degradados Medio ambientalmente. Representan una nueva generación de materiales capaces de reducir significativamente el impacto ambiental en términos de consumo de energía y generación de residuos después de su utilización. En principio, deben comportarse como los materiales plásticos tradicionales procedentes de fuentes fósiles (petróleo), si bien, todavía presentan algunas limitaciones. La biodegradabilidad de los plásticos depende de la estructura química del material y de la composición del producto final, no sólo de la materia prima empleada para su fabricación. Por esta razón, podemos encontrarnos con materiales biodegradables obtenidos a partir de resinas naturales o sintéticas. Los plásticos biodegradables naturales se obtienen principalmente a partir de recursos renovables, tales como el almidón, y pude ser producido de forma natural o sintética. Las resinas sintéticas proceden principalmente de derivados del petróleo y de otros productos e incluyen polímeros de poliéster y polietileno. Un ejemplo de polímero sintético biodegradable es la policaprolactona, una resina de poliéster termoplástica.
los materiales plásticos que contienen una sola unidad, como el polietileno, el PVC, el polipropileno, etc. Contienen cantidades menores de irregularidades en los extremos de la cadena o en las ramificaciones de esta. contienen varias unidades estructurales, como es el caso de los materiales plásticos en los que participa el estireno. Podemos realizar combinaciones de monómeros con el fin de modificar las propiedades de los polímeros y lograr nuevas aplicaciones. Lo que se busca es que cada monómero imparta una de sus propiedades al material final. Por ejemplo, en el ABS, el acrilonitrilo aporta su resistencia química, el butadieno su flexibilidad y el estireno imparte al material
la rigidez que requiera la aplicación particular. Al variar las proporciones de los monómeros, las propiedades de los copolímeros van variando también, de manera que el proceso de copolimerización permite hasta cierto punto fabricar polímeros a la medida. Las mezclas físicas de polímeros, que no llevan uniones permanentes entre ellos, también constituyen a la enorme versatilidad de los materiales poliméricos En ocasiones se mezclan para mejorar alguna propiedad, aunque generalmente a expensas de otra. En otros casos, pequeñas cantidades de un polímero de alta calidad puede mejorar la del otro, al grado de permitir una nueva aplicación. Otras veces, se mezcla simp lemente para reducir el costo de material. Por ejemplo: el óxido de polifenilo tiene excelente resistencia térmica pero es muy difícil procesarlo. El poliestireno tiene justamente las propiedades contrarias, de manera que al mezclarlos se gana en facilidad de procedimiento, aunque resulte un material que no resistirá temperaturas muy altas. Sin embargo en este caso hay un efecto sinergístico, en el sentido en que la resistencia mecánica es mejor en algunos aspectos que a la de cualquiera de los dos polímeros. Esto no es frecuente, porque puede ocurrir únicamente cuando existe perfecta compatibilidad ente los dos polímeros y por regla general no la hay, así que en la mayoría de los casos debe agregarse un tercer ingrediente para compatibilizar la mezcla, por lo general, se emplea un copolímero injertado, o uno de bloque que contenga unidades estructurales de los dos polímeros.
En un copolímero en bloque , todos los monómeros de un mismo tipo se encuentran agrupados entre sí, al igual que el otro tipo de monómeros. Un copolímero en bloque puede ser imaginado como dos homopolímeros unidos por sus extremos.
Cuando los dos monómeros están dispuestos según un ordenamiento alternado, el polímero es denominado obviamente, un copolímero alternante :
En un copolímero aleatorio los dos monómeros pueden seguir cualquier orden:
PET. Polietileno TereftalatoBotellas d eplastico http://upload.wikimedia.org/wikipedia/co…
PEAD. Polietileno de Alta Densidad. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/co…
PVC. Cloruro de Polivinilo. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/co…
PEBD. Polietileno de Baja Densidad PS. Poliestireno PS Cristal: Polipropileno http://upload.wikimedia.org/wikipedia/co…
Reciclables. Los plsticos pueden fundirse y usarse para fabricar otros productos. Pueden ser incinerados. Los plsticos pueden fundirse y ser capaces de generar electricidad. Durables. Los plasticos pueden resistir el uso y abuso diario sin caerse en pedazos. Resistentes al medioambiente.Los plásticos son capaces de resistir distintas condiciones climáticas sin desintegrarse.
Inflamables. Si bien es una ventaja que puedan fundirse. Tambien el plastico ardiendo, puede liberar gases toxicos.
Caros de reciclar. Si bien el reciclado es una ventaja, hacerlo es muy caro. Volumen.Cada vez se hacen mas productos de plsticos. En algunos paises ya se esta usando un 20 % de plasticos para relleno de tierras. Donde iremos a parar de continuar esto Durabilidad. Es una ventaja y tambien una desventaja. Los plasticos son extremadamente durables. Tardan 100 años en degradarse.
Poliolefinas El más común de los llamados “plásticos”. Suele presentarse
en baja ó alta densidad. El de baja densidad tiene una estructura de cadena ramificada, mientras que el de alta Polietileno
PE
densidad tiene esencialmente una estructura de cadena lineal. Normalmente la resina se trabaja por moldeo o por inyecc in y entre las aplicaciones más comunes se encuentran la
Polietileno de alta densidad
HDPE
fabricacin de botellas. no de los materiales con mayor aplicabilidad debido a la combinacin de propiedades que en l se dan: alta resistencia al impacto, flexibilidad, procesabilidad, transparencia de sus películas, resistencia química especialmente a los compuestos
Polietileno de baja densidad
LDPE
polares), baja permeabilidad y propiedades aislantes.
Polietileno de alto peso molecular y
HMW-
alta densidad
HDPE
Estructura de cadena lineal y de gran viscosidad
VLMWPE
Baja viscosidad. Empleado como lubricante
Polietileno de muy bajo peso molecular Polietileno de ultra-alto peso molecular
Altísima densidad. Empleado en sustitución de piezas de UHMWPE
metal en ambientes corrosivos
PEX ó
Hecho a partir de HDPEX, éste mejora las propiedades a alta
XLPE
y baja temperatura. Buen comportamiento ante creep
Polietileno reticulado Caracterísiticas muy parecidas al HDPE. Puede ser isotáctico, sindiotáctico y atáctico en función de la simetría del enlace Polipropileno
PP
de carbono secundario. ebido a la irregularidad estructura de sus macromolculas, tiene un bajo grado de cristalinidad y una alta elasticidad, tipo caucho. Se utiliza en filmes retráctiles, muy transparentes, para
Etileno-Acetato de Vinilo
EVA
envasar productos alimenticios.
Vinílicos y Acrílicos uy utilizado debido a su versatilidad. Es químicamente inerte y no inflamable, arde slo en presencia de una fuente de ignicin, y es compatible con muchos aditivos, incluyendo: plastificantes, estabilizantes de calor, lubricantes y otros
Policloruro de vinilo
PVC
polímeros. Es la forma de denominar al sin plastificar, cuya principal característica es, como su nombre indica, la rigidez. Se utiliza principalmente en la fabricacin de materiales para la
Policloruro de vinilo rígido
PVC-U
Policloruro de vinilo plastificado
PVC-P
construccin.
uy adecuada para un amplio abanico de usos. Es un slido vítreo por debajo de 100 o. or encima es procesable y puede dársele distintas formas. or debajo de la temperatura de transicin vítrea exhibe una gran resistencia mecánica, aunque
Poliestireno
PS
es frágil. Se obtiene por mezcla o copolimerizacin del estireno con un caucho sinttico -10%) a base de estireno (estireno-
butadieno), que tiene mejores características de resiliencia, pero menor transparencia y menor resistencia a la traccin
Poliestireno de alto impacto
HIPS
que el no modificado.
lta resiliencia que interrumpe la propagacin de las microgrietas, absorbe y redistribuye la energía propagada por ellas, con un efecto considerable sobre la resistencia al impacto y una fase vítrea formada por un copolímero estireno-
Acrilonitrilo-butadieno-estireno
ABS
acrilonitrilo. Cuando se piensa en metacrilato, se piensa en transparencia. El PMMA es el termoplástico que más se aproxima al vidrio en
Polimetilmetacrilato
PMMA
cuanto a transparencia y resistencia a la intemperie.
Poliamidas y Poliésteres Su uso más extendido es en forma de fibras con objeto de
Nylon 6.6
fabricar tejido. Alta temperatura de fusin y en una elevada resistencia a la traccin, tanto mayores ambas, cuanto mayor número de grupos amida existan. ran resistencia a la fatiga, buena resistencia al impacto normal y con probeta entallada.
Nylon 6
esistente a la abrasin. Esta fibra, que se asemeja a fibras textiles en apariencia, se caracteriza por su excelente resistencia al calor, ya que ni prende ni se derrite con niveles normales de oxígeno. Se viene
Poliaramida Nomex
usando extensamente en la produccin de prendas protectoras En la actualidad, el evlar tiene muchas aplicaciones, que van desde protecciones para ruedas de bicicletas, kayaks, chalecos antibalas, etc. Ello se debe a que tiene una altísima resistencia
Poli-parafenilenteraftalamida (kevlar de DuPont)
a la traccin. Su microestructura corresponde a lo que en PPTA
ciencia de polímeros se conoce como “cristal líquido” . os polisteres saturados lineales son termoplásticos y pueden transformarse como tales por los sistemas habituales. Son materiales de ingeniería y se utilizan especialmente siempre que se requieran buena estabilidad dimensional y resistencia a largo plazo sus propiedades más interesantes son el
Politereftalato de etileno
PET
deslizamiento, la resistencia al desgaste y sus propiedades
trmicas.
Politereftalato de butileno
PBT
Ídem PET.
PTFE
También conocido como teflón. Extraordinaria estabilidad química y térmica.
PC
Imitación de cristal por su transparencia, son resistentes, duros y bastante tenaces.
Polibismaleoimida
PMI
Como resina poliimida, éste posee una resistencia, rigidez y dureza elevada con baja tenacidad.
Polieterimida
PEI
ídem PMI
Poliamidaimida
PAI
ídem PMI
PPS
Buena resistencia mecánica. Se suele emplear reforzado de fibras de vidrio, carbono, etc.
PES
Material de alto módulo, gran resistencia, buena rigidez, poca fluencia y buena tenacidad.
Resinas termoplásticas especiales Politetrafluoretileno Policarbonato
Otras resinas termoplásticas Polisulfuro de fenileno Polietersulfona
Es un polímero cristalino, de alta resistencia mecánica, química y trmica. esulta un material muy interesante para
aplicaciones aeroespaciales debido a su excepcional resistencia Poliéter-éter-cetona Poliéter-cetona
PEEK
a la fatiga.
PEK
Desarrollado a partir del PEEK para aumentar su resistencia la impacto con menor coste.
NR
Obtenido de forma natural del látex del arbol Hevea brasilensis
Eslastómeros Caucho natural
aucho sinttico más común. a presencia de estireno en el copolímero produce un caucho más tenaz y resistente con
Caucho estireno-butadieno
SBR
menor coste que el caucho natural.
Caucho de polibutadieno
BR
uy buenas propiedades mecánicas pero se trabajan con
grandes dificultades, por lo que se mezclan normalmente con caucho natural y otros elastmeros sintticos para que la mezcla no pierda cohesin y se desmenuce. a presencia del átomo de cloro aumenta la resistencia de los dobles enlaces al ser atacados por el oxígeno, ozono, calor, luz y diversas condiciones ambientales. os neoprenos tienen tambin buena resistencia a los combustibles y a los aceites, e
Policloropreno (Neopreno)
incrementan su resistencia m ás que los cauchos ordinarios. temperatura ambiente presentan un comportamiento elástico como el de los cauchos tradicionales pero que, a mayores temperaturas, presentan un comportamiento plástico
como el de los polímeros termoplásticos fundidos y, como Eslastómeros Termoplásticos
TPE
estos, pueden ser conformados.
Durolplásticos ó termoendurecibles uena transparencia, elevado índice de refraccin, alta
estabilidad dimensional, buena resistencia a los agentes Poliéster insaturado
UP
químicos. as resinas epoxídicas se caracterizan por su elevada resistencia al agua, a los disolventes, ácidos y bases, así como a la mayoría de los agentes químicos. ran resistencia, rigidez más o menos acusada, tenacidad buena, poca sensibilidad al impacto dureza y resistencia a la abrasin buenas adherencia
Epoxi
EP
excelente; gran exactitud de medidas. Sus propiedades mecánicas resultan extraordinarias, así como
su adherencia (debid a a la presencia de grupos – libres y Vinilésteres
tienen una gran estabilidad trmicas.
Las resinas BMI y poliimidas son empleadas para aplicaciones a altas temperaturas en aeronaves, misiles o circuitos. Excelentes propiedades mecánicas con una alta estabilidad trmica y termo -oxidativa, resistencia química y a la luz, así
Bismaleimidas y poliimidas
BMI
como constante dielctrica pequea. or ello se suelen utilizar
