Los compuestos y la química macromolecular abren nuevas oportunidades

Los productos modernos utilizados en industrias como la construcción, movilidad o de la energía, deben cumplir varios requerimientos con respecto a sus características de rendimiento, eficiencia energética y sostenibilidad. Los componentes híbridos con sus excepcionales propiedades son siempre la solución.

Las fronteras entre diferentes materiales pueden sobreponerse, lo que cuenta es la combinación de estos a diferentes escalas desde lo nano a lo macro, así como también la compilación de diferentes tecnologías de producción. Un ejemplo de ello es el desarrollo y utilización de procesos híbridos para manufactura de estructuras híbridas teniendo como base materiales también híbridos. Como primera observación, los metales parecerían como material ideal para alcanzar rigidez alta, sin embargo para aplicaciones en componentes de fabricación ligera el peso de los materiales juega un papel decisivo. Cuando nos referimos al módulo de elasticidad de diferentes tipos de materiales vs. su respectiva densidad, los materiales híbridos, como los termoplásticos reforzados con fibra, tienen un mayor rendimiento.

Los materiales híbridos a diferentes escalas proporcionan un rango amplio de propiedades que no cubren materiales de un solo tipo. Gracias a la excelente razón rigidez/peso de plásticos reforzados a micro-escala y el potencial efecto en la escala morfológica de la matriz polimérica de nano-compuestos, los materiales híbridos son la materia prima ideal para aplicaciones de peso ligero.

En aras de explotar el enorme mercado potencial para los materiales híbridos, necesitamos optimizar la generación morfológica durante la manufactura del producto, apoyándonos en un proceso híbrido que además debe ser económicamente eficiente.

Innovaciones en síntesis de polímeros

Durante el siglo XX, el crecimiento en la producción estuvo regido por polímeros commodity y sus procesos de polimerización, tales como la polimerización en cadena o por adición. El florecimiento de la química macromolecular en la segunda mitad del siglo XX estuvo regido por la emergencia de catalizadores Ziegler-Natta altamente activos para la polimerización de etileno, propileno y otras olefinas alfa.

Hoy en día necesitamos nuevos conceptos para la transformación de materiales estructurales hacia sistemas poliméricos complejos. Entre estos se cuentan ante todo polímeros de precisión, que en combinación con nuevos conocimientos y métodos, entre otros la nanotecnología, medicina o ciencia de materiales, ofrecen soluciones a estos desafíos. Adicionalmente, la utilización y desarrollo de polímeros de precisión afectará campos tales como la ingeniería de tejidos, membranas, materiales que responden a estímulos, movilidad, almacenamiento de energía e incluso materiales de ingeniería más efectivos. El desarrollo de nuevos materiales así como la mejora de materiales y técnicas de procesamiento existentes, es, por tanto, esencial.

Las técnicas de polimerización viva, que han sido desarrolladas rápidamente a lo largo de las últimas dos décadas, son los candidatos más prometedores para la síntesis de polímeros de precisión necesaria para añadir funcionalidades específicas a los nuevos materiales.

Diversos desarrollos, como los compuestos in-situ y nuevos materiales nano-estructurados, la conversión catalítica de CO2 en bloques poliméricos constitutivos, el uso no convencional de recursos renovables como lignina, hidratos de carbono y proteínas, y nuevos conceptos de aditivos resultantes por ejemplo de química supramolecular o de cristal líquido abren nuevos potenciales para aplicaciones poliméricas futuras.

Artículo proveniente de la revista impresa con el código TP3105_compuestos.