Foto: Artem Podrez vía Pexels
Hoy en día, la ingeniería en materiales ha logrado mejorar y descubrir diversas aplicaciones en muchos materiales, esto se basa en la relación propiedades-estructura. Las obtenidas a través del estudio de esta relación buscan conseguir propiedades relacionadas con la mecánica y la fabricación, lo cual representa un cambio positivo en la sociedad. Utilizando un proceso de polimerización novedoso, ingenieros químicos del Instituto Tecnológico de Massachussetts (MIT por sus siglas en ingles) lograron desarrollar un nuevo material. Este posee propiedades como una dureza más elevada que el acero y es tan liviano como el plástico, además su proceso de fabricación es muy sencillo.
Dicho material es un polímero bidimensional con la capacidad de auto ensamblarse en láminas, a diferencia del resto de polímeros los cuales forman cadenas similares a espaguetis. Los investigadores del MIT consideraban imposible inducir polímeros para formar láminas 2D hasta la fabricación de este nuevo material.
Michael Strano, profesor de ingeniería química en el MIT comentó; "Normalmente no pensamos en los plásticos como material de construcción para edificios, pero este material hacer cosas nuevas". Además Strano destacó las propiedades del material. "Tiene propiedades particulares y el equipo y yo estamos muy entusiasmados con todo ello", indicó.
Strano y su equipo desarrollaron las capacidades de este material logrando vencer la estructura tridimensional de los polímeros entrelazándolos a modo de una hoja denominada poliramida. Una vez hecho esto, los investigadores utilizaron un compuesto llamado melamina para formar discos, los cuales a su vez se apilan uno encima del otro mediante enlaces de hidrógeno. Esta estructura le da la dureza del acero y la ligereza del plástico. Esta capacidad de autoensamblaje le otorga al nuevo material denominado 2DPA-1, la facilidad de fabricación en grandes cantidades simplemente aumentando la cantidad de materiales iniciales.
Además los investigadores probaron la dureza del material midiendo la fuerza necesaria para deformarlo, logrando cuantificar una fuerza entre cuatro y seis veces mayor que el del vidrio a prueba de balas. También se descubrió el limite de elasticidad o la fuerza necesaria para romper el material, siendo este el doble que el acero, a pesar de ser menos denso. "Un aspecto importante de estos nuevos polímeros es su facilidad de procesamiento en solución, esto facilitará numerosas aplicaciones donde lo importante es la alta relación resistencia/peso", aseguró Matthew Tirrell miembro de la investigación.
Otra característica clave de 2DPA-1 es su capacidad impermeable a los gases, a diferencia del resto de los polímeros los cuales debido a su estructura, permiten el paso de estos. "Esto permitiría la creación de recubrimientos ultrafinos completamente impermeables al agua o gases", dice Strano.
Por último, Strano y su equipo han logrado establecer las aplicaciones en diversos campos afirmando lo siguiente; "Este tipo de revestimiento de barrera podría usarse para proteger diversos materiales. Ejemplos de ello son el metal en la fabricación automotriz y fortalecer estructuras de acero".
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