4. El desarrollo tecnológico. Sus aplicaciones

Introducción

Las exigencias de nuestra actual sociedad industrial están estimulando la búsqueda de nuevos materiales que más adelante revolucionarán nuestras vidas. Algunas investigaciones ya están dando sus frutos, otras se encuentran en un parón.

Las cerámicas son el mejor ejemplo de materiales que han dado a los investigadores muchas decepciones y menos alegrías. Son materiales fáciles de moldear, los cuales, después de ser sometidos a una cocción adquieren una gran dureza y resistencia al calor.

Las arcillas son un ejemplo de éstos materiales cerámicos, son utilizados para fabricar ladrillos, azulejos, artículos de alfarería o para fabricar los sanitarios de nuestros cuartos de baño. Gracias a su capacidad de soportar altas temperaturas, también son utilizados en circuitos electrónicos y en las cubiertas protectoras de aeronaves como los transbordadores espaciales. Aunque se ha intentado usar la arcilla en la industria automovilística, la fragilidad de las cerámicas del mundo del motor sigue siendo un problema ya que ningún motor cerámico ha pasado la fase de producción en masa.

Carbono

La industria aeronáutica es una de las principales demandantes de nuevos materiales. El titanio entre otros fueron esenciales para fabricar los primeros aviones supersónicos. Los materiales compuestos (composites), cada vez están cobrando mayor importancia actualmente; son llamados así porque son los resultantes de una combinación de dos o más materiales. Las propiedades del material resultante son superiores a la simple suma de las de los materiales originales, esto es conocido con el nombre de sinergia.

La fibra de carbono, es un material compuesto. Su nombre se debe a que el producto final está compuesto por un 90% de carbono. Su proceso de fabricación es bastante complejo y muy costoso, pero su extraordinaria ligereza y resistencia puede llegar a ser mayor que la del acero, por ello son muy costosas.

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 de la vida. Existe una propiedad natural llamada alatropía, que consiste en que un mismo elemento o compuesto puede presentar propiedades diferentes según la disposición de sus átomos o moléculas. Ejemplos de esto pueden ser  el oxígeno que respiramos (O2) o el ozono (O3). El carbono se presenta de dos formas alotrópicas en la naturaleza.

• ¿QUÉ QUIERE DECIR QUE SE PRESENTA DE FORMAS ALOTRÓPICAS?

Esto quiere decir que el carbono se puede presentar de diferentes estructuras químicas. Esta propiedad la tienen determinados elementos químicos. Uno de ellos es el oxígeno, que puede presentarse como oxígeno atmosférico y como ozono. Como este, hay más elementos químicos que se presentan de formas alotrópicas.

La alatropía más común del carbono es en forma de grafito, con el que se hace la mina de los lápices aunque la más apreciada y rara es el diamante, que se caracteriza por que los átomos forman una estructura cristalina y dura.  

• Fullerenos: en 1985, fue descubierta por casualidad una molécula a la que denominaron 'futboleno' debido a la semejanza de esta con un balón de fútbol; después pasó a denominarse 'buckminster fullereno' ya que su estructura molecular tiene una forma semejante a la cúpula geodésica diseñada por el arquitecto norteamericano Richard Buckminster Fuller. En poco tiempo, surgió una familia que recibía el nombre genérico de 'fullerenos'. Los fullerenos, debido a que aún no se ha dado con el método para introducirlos a escala industrial, no tienen aplicaciones prácticas en la actualidad.

Fullereno

Cúpula geodésica diseñada por R.B.Fuller

• Nanotubos: si se eliminan los enlaces que forman pentágonos y solo dejamos los que forman hexágonos, el carbono no forma fullerenos. Esto se debe a que la molécula no llega a cerrarse, sino que forma una lámina parecida a la de un panal de abeja que puede enrollarse formando nanotubos. Si se consiguiese un proceso eficiente de fabricación, se podrían crear fibras de nanotubos de la longitud que se quisiese. El resultado podría ser un material miles de veces más fuerte que el acero y a su vez, infinitamente más ligero.

Nanotubo