Aplicaciones de los polímeros en el campo de la medicina y la fabricación
Se están introduciendo nuevas clases de materiales poliméricos con aplicaciones únicas. En muchos casos, las propiedades y su uso se han descubierto recientemente. Este capítulo abarca dos áreas: (1) la salud, la medicina y la biotecnología, un ámbito en rápido desarrollo basado en gran medida en materiales conocidos, pero que está pasando a los polímeros diseñados y diseñados, y (2) la información y las comunicaciones, un campo emergente para los polímeros basado significativamente en sus propiedades electrónicas. Estas dos áreas están atrayendo una gran atención, especialmente entre los investigadores que no son especialistas tradicionales en la ciencia de los polímeros. La creciente importancia de estos campos pone de manifiesto el aspecto interdisciplinario de la investigación sobre polímeros.
Los polímeros desempeñan un papel fundamental en todos los aspectos de los procesos biológicos. De hecho, es legítimo proclamar que los polímeros son la base molecular de la vida. La información genética necesaria para el crecimiento y la salud de los sistemas vivos está codificada en la macromolécula ácido desoxirribonucleico (ADN), cuya columna vertebral forma la famosa doble hélice. El código genético molecular utiliza sólo cuatro bases de purina y pirimidina para dictar la estructura de las proteínas que componen gran parte de los sistemas vivos. El ADN dirige el ensamblaje de unos 20 aminoácidos en secuencias complejas que se convierten en las proteínas. Estas proteínas son polímeros polipeptídicos que sólo se diferencian entre sí por la secuencia de los aminoácidos que las componen. Todas las enzimas, que controlan los ritmos de reacción en los sistemas biológicos, son proteínas. Las proteínas del colágeno forman las fibras y el tejido conectivo
¿Son los polímeros hoy en día más sofisticados en su estructura
En general, los polímeros sensibles pueden clasificarse en dos categorías (Stuart et al., 2010; Gruhn y Emmerich, 2013): (1) red de polímeros covalentemente reticulados que se hinchan o encogen bajo un estímulo; y (2) redes de polímeros dinámicos con una topología variable, en las que los enlaces cruzados o químicos pueden romperse y formarse mediante estímulos externos. En la primera categoría, el volumen de estas redes poliméricas puede modificarse drásticamente cambiando el pH o las composiciones químicas del disolvente. Este comportamiento puede entenderse a partir de un modelo de mezcla multifásica, descomponiendo el sistema en dos o más fases. Por ejemplo, un hidrogel que responde al pH puede descomponerse en una fase de red polimérica incompresible y una fase de fluido incompresible. Sus estructuras moleculares pueden entenderse minimizando la energía libre de todo el sistema (Nap et al., 2006), incluyendo la interacción y la entropía de las cadenas de polímeros, la entropía del disolvente y los iones en el hidrogel, las interacciones de Coulomb y la energía de mezcla de las cadenas de polímeros, el disolvente y los iones.
Polímeros para tecnologías avanzadas
Este libro recoge las actas del Simposio Internacional sobre Tecnología de los Plásticos, celebrado el 10 de marzo de 2020 en Aquisgrán, Alemania, y organizado por el Instituto de Procesamiento de Plásticos (IKV) en la Industria y la Artesanía de la Universidad RWTH de Aquisgrán. Las actas de la conferencia, revisadas por un comité científico internacional, recogen las ponencias presentadas por los ponentes internacionales. Los temas tratados incluyen – economía circular – extrusión – tecnologías ligeras – simulación y digitalización – moldeo por inyección – materiales híbridos y fabricación aditiva. En estos campos, se han identificado temas clave para las tecnologías del plástico que marcarán el rumbo de la investigación y la industria en la próxima década. En sus contribuciones, los autores presentan los últimos descubrimientos científicos y discuten temas de actualidad en las tecnologías del plástico. El simposio ofreció un foro inspirador para el intercambio sobre investigación e innovación, para debatir cuestiones urgentes y dar impulso al futuro de la tecnología de los plásticos.
Aplicación de los polímeros en la industria
El mundo de los polímeros es extremadamente excitante y despliega maravillas sin cesar. Un polímero es una macromolécula compuesta por muchas moléculas pequeñas llamadas monómeros que reaccionan entre sí químicamente para formar una cadena larga o una red tridimensional. Tanto los polímeros naturales como los sintéticos desempeñan un papel muy importante en nuestro día a día por su amplia gama de propiedades. El polímero más común en la naturaleza es la celulosa, que está formada por el monómero glucosa y más del 75% del cuerpo de una planta está compuesto por celulosa.
En el mercado existe una gran variedad de adhesivos sintéticos. Se basan en elastómeros, termoplásticos, emulsiones y termoestables. El poliuretano, el cianoacrilato y los polímeros acrílicos son ejemplos de adhesivos termoestables. Un adhesivo eficaz debe tener algunas propiedades comunes. Debe ser capaz de humedecer la sustancia a unir. Debe endurecerse tras su aplicación y debe ser capaz de soportar la carga entre las sustancias donde se aplica. La fuerza de adhesión depende de varios factores. Hay varios medios por los que los adhesivos funcionan. Uno de ellos es la unión química entre el adhesivo y el soporte. En algunos casos, las fuerzas electrostáticas unen los adherentes.