4. EL DESARROLLO TECNOLÓGICO. SUS APLICACIONES.

Las necesidades de la sociedad industrial del siglo XXI estimulan la búsqueda de nuevos materiales.

Las arcillas son los materiales cerámicos por excelencia y se utilizan en la alfarería como también en la fabricación de ladrillos, azulejos o sanitarios. La industria automovilística ha diseñado prototipos de motores cerámicos, que combinan más ligereza con un menor coste energético además de seguir ofreciendo una alta potencia, pero la fragilidad de las piezas cerámicas en el mundo del motor sigue siendo un problema que no ha podido ser resuelto.

La industria aeronáutica es una de las principales demandantes de nuevos materiales. En la actualidad tienen cada vez más relevancia los materiales compuestos (composites), que se forman gracias a la combinación de dos o más materiales para conseguir finalmente un nuevo material que tiene unas propiedades superiores a las que tienen los materiales que lo forman; esto es conocido en ingeniería como sinergia.

Una gran parte del esfuerzo de investigación de nuevos materiales está orientado a desarrollar composites a partir de varios polímeros de diferentes tipos. Por ejemplo, la fibra de carbono está compuesta por poliacrilonitrilo y un polímero adhesivo, usualmente resinas epoxi. El proceso de fabricación de este material es muy complejo y costoso, pero su ligereza y su resistencia (que puede llegar a superar a la del acero), justifica su coste.

4.1 Moléculas a la carta: fullerenos y nanotubos.

El carbono es uno de los elementos más abundantes del planeta y componente básico de la química del planeta. Tiene una gran importancia, pues es un componente de los hidrocarburos, pero sus posibilidades van mucho más allá.

Existe una propiedad llamada alotropía, que consiste en que puede tener propiedades diferentes según la disposición de sus átomos. Un ejemplo muy conocido es el óxido de silicio que podemos encontrar en formas diferentes: sílice, sílex o cuarzo.

Podemos encontrar al carbono en la naturaleza de dos formas diferentes:

En forma de grafito, que es la más corriente y que se utiliza para elaborar las minas de los lápices o en otra forma más rara, el diamante. Los átomos del diamante forman una estructura cristalina que le aporta una gran dureza.

En el año 1985, fue descubierta una molécula que se llamó futboleno y que posteriormente pasó a llamarse buckminster fullereno porque su estructura recordaba a la de la cúpula diseñada en los años 60 por el arquitecto Richard Buckminster Fuller. Poco tiempo después surgieron una serie de moléculas basadas en la combinación de pentágonos y hexágonos, llamadas fullerenos.

A principios de la década de 1990 se sintetizaron pequeñas cantidades de fullerenos. Pronto se descubrieron algunas de sus propiedades: se pueden polimerizar, se pueden inscribir uno dentro de otro y se puede sustituir un átomo de carbono por otros átomos de otro elemento y  obtener de esta manera los heterofullerenos.

Pero todavía no se ha encontrado un método para producir fullerenos a escala industrial.

Las propiedades del carbono son aún más. Un ejemplo es que si se eliminan los enlaces que forman pentágonos y solo dejamos los que dan lugar a los hexágonos, el carbono no forma fullerenos. Esto es así porque la molécula no llega cerrarse sobre sí misma sino que forma una lámina con forma de panel de abeja y que puede enrollarse formando nanotubos. Si pudiéramos dar con un proceso eficiente de fabricación, podríamos crear nanotubos de la longitud que quisiéramos. El resultado podría ser un material miles de veces más fuerte que el acero pero mucho más ligero: un delgado hilo de nanotubos podría soportar esfuerzos de tracción que no podrían soportar ni cientos de cables de acero juntos. De esta manera con los nanotubos podrían levantarse estructuras indestructibles.

OPINIÓN: 

ES IMPRESIONANTE LO DE LOS NANOTUBOS. CREO IMPRESCINDIBLE LA INVESTIGACIÓN ES ESTE CAMPO, PARA ALIVIAR LOS PROBLEMAS QUE SURGEN EN LAS ZONAS DONDE HAY FRECUENTEMENTE SEÍSMOS.