Las
exigencias de la sociedad industrial están estimulando la búsqueda de nuevos
materiales.
Las cerámicas constituyen el mejor ejemplo de
materiales que han dado a los investigadores muchas más decepciones que
alegrías.
Las arcillas son los materiales cerámicos por
excelencia, utilizados para fabricar artículos de alfarería, ladrillos,
azulejos o los sanitarios de nuestros cuartos de baño. Por su capacidad de
soportar altas temperaturas son utilizados en circuitos electrónicos y en las
cubiertas protectoras de aeronaves.
La
industria automovilística ha diseñado prototipos de motores cerámicos, más
ligeros que los convencionales y de alta potencia, pero la fragilidad de las
cerámicas aplicadas al mundo del motor sigue siendo un problema insuperable.
La industria aeronáutica es una de las
principales demandantes de materiales.
En la actualidad están cobrando una importancia
cada vez mayor los materiales compuestos (composites), llamados así porque
resultan de la combinación de dos o más materiales que dan como resultado un material nuevo, 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.
Silestone
La
fibra de carbono se sintetiza a partir de un
polímero tipo fibra llamado poliacrilonitrilo y un polímero adhesivo. El
proceso de fabricación es bastante complejo y muy costoso, pero la ligereza y
la extraordinaria resistencia de las fibras de carbono, que puede llegar a ser
mayor que la del acero.
4.1. Moléculas a
la cartas: 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
carbono presenta dos formas alotrópicas en la naturaleza: la más común es el
grafito, la más rara y apreciada es el diamante, que se caracteriza porque los
átomos de carbono forman una estructura cristalina que le confiere una dureza
extraordinaria.
Grafito Diamante
La
ciencia actual está en disposición de sintetizar nuevas formas alotrópicas de
carbono que permitirían aplicaciones consideradas hoy en día pura ciencia
ficción.
En
poco tiempo surgió toda una familia de moléculas basadas en la combinación de
pentágonos y hexágonos, denominadas bajo el nombre genérico de fullerenos.
Es
posible sustituir algunos de sus átomos de carbono por los de otros elementos,
obteniendo los llamados heterofullerenos.
Aún
no se ha dado con un método para producirlos a escala industrial, los
fullerenos no tienen aplicaciones prácticas en la actualidad.
Si
se eliminan los enlaces que establecen pentágonos y únicamente dejamos los que
dan lugar a hexágonos, el carbono no forma fullerenos. La molécula no llega a
cerrarse sobre sí misma, sino que forma una lámina parecida a un panal de
abeja, que puede enrollarse en los llamados nanotubos. Si se consiguiera un
proceso eficiente de fabricación, podríamos crear fibras de nanotubos de la
longitud que quisiéramos. El resultado es un material miles de veces más fuerte
que el acero, pero infinitamente más ligero: un delgado hilo formado por
nanotubos sería capaz de resistir esfuerzos de tracción que no cientos de
cables de acero unidos soportarían.
Gracias
a los nanotubos, la idea de un ascensor espacial que comunicaría la Tierra con
una estación espacial en órbita geoestacionaria (nada menos que a 36.000 km de
altura) ha dado el salto de las novelas de ciencia ficción a las mesas de
diseño de la NASA. La idea fue propuesta por primera vez en 1960 por el
ingeniero ruso Yuri Artsunanov, y aunque cayó en el olvido fue recuperada por
escritores de ciencia ficción como Arthur C.Clarke. Hasta hace poco suponía un
proyecto irrealizable, ya que no existían materiales capaces de resistir la
tensión a la que se vería sometido el cable del ascensor sin que este alcanzase
un peso descomunal. Quizá los nanotubos sean la respuesta a este impedimento.
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