Nanomateriales de matriz polimérica

NANOMATERIALES DE MATRIZ POLIMÉRICA

DESCRIPCCIÓN

La investigación de nanocompuestos es extremadamente extensa, incluyendo áreas como la electrónica y la informática, almacenamiento de datos, comunicaciones, materiales aeroespaciales y deportivos, salud y medicina, energía, medioambiente, transporte y aplicaciones en la defensa nacional
El producto final no tiene por qué ser nanoescalar,sino que puede ser de tamaño micro o macroscópico. Este repentino auge en el campo de la nanotecnología ha sido facilitado en gran medida por la llegada de la microscopia de efecto túnel a comienzos de los 80. Con estas potentes herramientas, los científicos son capaces de observar la naturaleza de la estructura superficial con resolución atómica. Simultáneamente, el rápido crecimiento de latecnología en el campo de los ordenadores ha facilitado caracterizar o predecir las propiedades a nanoescala vía modelizado y simulación. En general, la combinación única de las características de los nanomateriales, como el tamaño, propiedades mecánicas y bajas concentraciones necesarias para efectuar cambios en una matriz , unidas con las avanzadas técnicas de caracterización y simulación ahoradisponibles, han generado mucho interés en el campo de los nanocompuestos.
En la naturaleza está extendido el uso de los nanocompuestos, y los investigadores, como siempre, están aprendiendo de su entorno natural. En 1998, Chemistry in Britain publicó un artículo titulado “Nano sándwiches”, afirmando: “La naturaleza es un maestro químico de enorme talento”. Utilizando reactivos y polímeros naturalescomo carbohidratos, lípidos, y proteínas, la naturaleza fabrica compuestos resistentes como huesos, conchas y madera. Estos son ejemplos de nanocompuestos, fabricados mediante la mezcla de dos o más fases como las partículas, capas o fibras, donde al menos una de las fases está en el rango de medidas nanométricas. La ciencia y la investigación tecnológica nanoescalar están progresando con el uso deuna combinación de caracterización a escala atómica y modelizado detallado. A comienzos de los 90, los laboratorios Toyota Central Research en Japón informaron acerca de un trabajo sobre un nanocompuesto de Nylon-6, para el cual una cantidad muy pequeña de carga de nanocarga tuvo como resultado una mejora considerable de las propiedades térmicas y mecánicas. ‘Las propiedades de los materialesnanocompuestos dependen no sólo de las propiedades de sus compuestos individuales originales (nanocarga y naylon, en este caso), sino también de su morfología y características interfaciales’, según palabras de Kanartzidis.
La transición de micropartículas a nanopartículas produce cambios importantes en las propiedades físicas. Los materiales nanoescalares disponen de una gran área superficial para unvolumen determinado. Puesto que muchas interacciones físicas y químicas están gobernadas por superficies y propiedades superficiales, un material nanoestructurado puede presentar propiedades sustancialmente diferentes de un material de mayor dimensión de la misma composición. En el caso de partículas y fibras, el área superficial por unidad de volumen es inversamente proporcional al diámetro delmaterial, de esta manera, cuanto más pequeño es el diámetro, mayor es el área superficial por volumen unitario. Por tanto, lógicamente, un cambio en el diámetro de la partícula, espesor de la capa, o el diámetro del material fibroso de rangos micrométricos a rangos nanométricos, afectarán a la relación de aspecto en tres órdenes de magnitud. Los nanomateriales típicos bajo investigación en laactualidad incluyen nanopartículas, nanotubos, nanofibras, fullerenos y nanocapas. En general, estos materiales están clasificados en base a sus formas geométricas; en términos generales las tres clases son partículas, materiales en capas y materiales fibrosos. El negro de humo, las nanopartículas de sílica y los silsesquioxanos oligoméricos poliédricos (POSS) pueden clasificarse como nanopartículas...