Un grupo de ingenieros estadounidenses crearon una novedosa sustancia que además de ligera es más resistente que el acero. Es el resultado de polimerizar un material en dos dimensiones, algo que hasta la fecha se creía imposible. Entre sus posibles usos está el recubrimiento de piezas de automóviles o teléfonos celulares.
Se trata de un polímero bidimensional que se autoensambla en láminas, lo cual es una técnica de fabricación que los científicos creían imposible. Usando un proceso de polimerización novedoso, los químicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) lograron inducir el material para formar láminas 2D.
"Normalmente no pensamos en los plásticos como algo que podrías usar para sostener un edificio, pero con este material, puedes habilitar cosas nuevas. Tiene propiedades muy inusuales y estamos muy entusiasmados con eso", informó el profesor de ingeniería química del MIT y autor principal del estudio, Michael Strano.
Esta nueva tecnología denominada 2DPA-1, permite generar una hoja bidimensional llamada poliaramida. Utilizando un compuesto llamado melanina, el cual contiene un anillo de átomos de carbono y nitrógeno, se crean cadenas de bloques conocidas como monómeros, las cuales están presentes en todos los polímeros.
Los monómeros pueden crecer en dos dimensiones formando discos que se apilan unos sobre otros. Su unión es realizada por enlaces de hidrógeno que mantiene juntas las capas haciendo que la estructura sea muy estable y fuerte.
"En lugar de hacer una molécula parecida a un espagueti [como todos los demás polímeros], podemos hacer un plano molecular parecido a una hoja, en el que conseguimos que las moléculas se enganchen entre sí en dos dimensiones. Este mecanismo se produce espontáneamente en la solución, y después de sintetizar el material, podemos cubrir con facilidad películas finas que son extraordinariamente resistentes", explicó Strano.
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Acerca del 2DPA-1 los investigadores informaron que su módulo elástico (medida de cuánta fuerza se necesita para deformar un material) es entre cuatro y seis veces mayor que el del vidrio a prueba de balas. Además, su límite elástico (fuerza necesaria para romper el material) es el doble que el del acero, aunque solo posee la sexta parte de su densidad.
Otra característica clave del 2DPA-1 es que es impermeable a los gases. A diferencia de otros polímeros que están hechos de cadenas enrolladas con huecos, el nuevo material está hecho de monómeros que se unen como LEGOs evitando que las moléculas puedan pasar entre ellos.
"Esto podría permitirnos crear revestimientos ultrafinos que impidan completamente el paso del agua o los gases. Este tipo de revestimiento de barrera podría utilizarse para proteger el metal de los coches y otros vehículos, o las estructuras de acero", afirmó el profesor.
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