
¡Drama en el mundo científico! Un equipo de la Universidad Northwestern ha logrado crear un material bidimensional entrelazado mecánicamente. Esta pequeña joya combina flexibilidad y fuerza y promete revolucionar las armaduras ligeras y mucho más. Esta innovación abre la puerta a un sinfín de nuevas aplicaciones en el campo de los materiales.
Cómo empezó todo con los enlaces mecánicos
La idea de los enlaces mecánicos no es nueva. Fue Fraser Stoddart, un famoso químico, quien plantó la semilla en la década de 1980 en la Universidad Northwestern. Usó estos enlaces para desarrollar máquinas moleculares capaces de hacer muchas cosas como rotar o contraerse. Su trabajo en estas estructuras le valió incluso el Premio Nobel en 2016. Esta sólida base fue la plataforma de lanzamiento para el equipo actual.
¡Intentar entrelazar moléculas con polímeros era como intentar enhebrar una aguja con un hilo! William Dichtel, profesor de química en Northwestern, dice que los anillos pequeños (de 5 a 8 átomos) eran demasiado estrechos para permitir el paso de otras moléculas. En su último estudio, lograron crear anillos compuestos por 40 átomos por unidad repetida en la estructura 2D: ¡un verdadero avance!
El secreto detrás de este avance
Madison Bardot, una talentosa estudiante de doctorado, ha desarrollado un ingenioso proceso utilizando monómeros en forma de X. Estos están organizados en estructuras cristalinas hiperordenadas. Luego, utilizaron otro tipo de molécula para realizar conexiones entre estos cristales. Resultado ? Un material formado por capas de polímeros bidimensionales con una densidad increíble: 100 billones de eslabones mecánicos por centímetro cuadrado!
¿Cuáles son sus características y dónde se puede utilizar?
Este polímero destaca por su capacidad de disolverse en solución, permitiendo que los monómeros entrelazados se separen fácilmente (útil para manipular cada lámina). A diferencia de otras sustancias cristalinas que suelen ser quebradizas, ésta sigue siendo flexible gracias al espacio que queda para cada eslabón mecánico. Es blando bajo una ligera presión pero se vuelve duro bajo alta presión.
Los investigadores ya están colaborando con colegas de la Universidad de Duke para explorar sus usos prácticos. Con solo agregar 2,5% desde el polímero hasta Ultem (una fibra cercana al Kevlar), su resistencia y robustez se han disparado, ideal para fabricar armaduras o protección balística.
¿Pronto disponible en todas partes?
Hasta ahora, sintetizar estos polímeros seguía siendo un desafío que se lograba principalmente en pequeñas cantidades. Pero gracias a su método innovador, el equipo dirigido por Dichtel pudo producir alrededor de medio kilo del material: ¡un verdadero paso hacia la producción en masa!
Los sorprendentes resultados obtenidos por este dinámico equipo fueron publicados en la revista Cienciamarcando un momento clave en el desarrollo de materiales avanzados.
Esta innovación no sólo aumenta nuestra comprensión científica; También ofrece muchas oportunidades concretas para mejorar nuestra vida diaria. Invita a todos a soñar en grande sobre las infinitas posibilidades que ofrece esta tecnología emergente y empuja a los investigadores de todo el mundo a continuar por este camino prometedor.
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