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Carmen Mijangos Ugarte Química
No es difícil imaginar el impacto que la investigación en nuevos polímeros va a tener en el próximo futuro en la sociedad actual. Toda nueva tecnología, desde el avión supersónico y el tren de alta velocidad a las pequeñas baterías para teléfonos móviles, pasando por la optoelectrónica, los nuevos implantes quirúrgicos y nuevos tejidos sintéticos, necesita del desarrollo de un conjunto amplio de materiales con propiedades muy específicas. Sin la investigación y el conocimiento de nuevos polímeros (plásticos en su acepción más popular) estas tecnologías no podrían desarrollarse en el futuro y, ni tan siquiera, imaginarse.
El previsible desarrollo que los polímeros pueden conseguir en el año 2020 está motivado por dos hechos fundamentales. El primero, se deriva del amplio conocimiento que tenemos de ellos. Aunque el descubrimiento y la investigación en polímeros es reciente, en comparación con otros materiales, la ciencia de polímeros ha conseguido importantes logros en la síntesis de nuevos monómeros y polímeros, en la descripción de la cinética y termodinámica de la polimerización, en la determinación de la microestructura y cristalinidad, en la predicción de la composición química de polímeros y copolímeros, en el estudio de la relajación molecular y las transiciones térmicas, propiedades mecánicas, conducción eléctrica, interacciones polímero-polímero y polímero-carga y en el conocimiento de la viscoelasticidad y procesos de transformación de polímeros. Este conocimiento adquirido en el campo de los polímeros ha sido reconocido con la concesión de 5 Premios Nobel. El segundo, es debido a las propiedades intrínsecas de los polímeros: amplia disponibilidad e infinidad de estructuras poliméricas posibles; baja densidad, lo que les hace ser mucho más ligeros que otros materiales, de fácil procesabilidad y bajo consumo energético; económicos; y, lo más importante, amplio espectro de propiedades especificas: conductores y aislantes, transparentes y opacos, flexibles y rígidos, impermeables y permeables, y pueden llegar a tener una resistencia comparable a la de los metales.
Foto: D'Arcy Norman.
La ciencia de polímeros en el año 2020 tiene que resolver importantes retos, entre otros, el fenómeno de adhesión y el control de la química de superficies e interfases; la obtención de polímeros con arquitectura “ordenada” a escala nanométrica y determinar el efecto del confinamiento en las propiedades finales del polímero; el origen de la dinámica molecular y su posible generalización, programas de simulación que faciliten la predicción de la estructura de cualquier polímero y de sus propiedades. Lo que se pretende es obtener un polímero “a medida”, para cada necesidad. Además, los polímeros tiene “un compromiso de sostenibilidad” con el medio ambiente y para ello tienen que resolver un reto muy importante, encontrar nuevas fuentes de obtención de los polímeros, aparte del petróleo.
En el año 2020 los materiales polímeros tendrán grandes oportunidades tecnológicas en áreas como la Energía, Salud, Transporte, Medio Ambiente. Como ejemplos podemos citar: Polímeros naturales biodegradables como almidón, celulosa, ácido poliláctico etc. para el envase. Ello esta motivado porque en el año 2030 el compromiso es generar “cero residuos”.
Biomateriales para la regeneración de tejidos del cuerpo humano a partir de cultivos celulares específicos “in vitro”, utilizando un soporte (normalmente un sistema polimérico poroso y biodegradable) y su posterior implantación en el organismo y biomateriales para todo tipo de implantes en el cuerpo humano.
Polímeros para la fabricación de pantallas enrollables (electrónica flexible). Polímeros nanoestructurados que en combinación con otros materiales se emplearán como nanosensores y materiales con respuesta a estímulos. Materiales compuestos en base polímero verán aumentar su demanda para su empleo masivo en el transporte (aeronáutica, trenes, automoción...) y en sistemas para la producción de energía (aerogeneradores).
Afortunadamente, para lograr todos estos retos, la sociedad cuenta con grandes investigadores especializados en polímeros, un importante sector industrial dedicado a estos materiales y programas de investigación específicos a este campo de la ciencia y tecnología.
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