Química de los polímeros
La ciencia de los polímeros o ciencia macromolecular es un subcampo de la ciencia de los materiales que se ocupa de los polímeros, principalmente de los polímeros sintéticos como los plásticos y los elastómeros. El campo de la ciencia de los polímeros incluye a investigadores de múltiples disciplinas, como la química, la física y la ingeniería.
El primer trabajo conocido con polímeros fue la industria del caucho en el México precolombino. Los mesoamericanos sabían cómo combinar el látex del árbol del caucho con el jugo de la planta de la gloria de la mañana en diferentes proporciones para obtener caucho con distintas propiedades para diferentes productos, como pelotas de rebote, sandalias y gomas elásticas.
En la década de 1840, Friedrich Ludersdorf y Nathaniel Hayward descubrieron de forma independiente que la adición de azufre al caucho natural crudo (vulcanización del caucho natural con azufre y calor. Thomas Hancock había recibido una patente para el mismo proceso en el Reino Unido el año anterior. Este proceso reforzaba el caucho natural y evitaba que se fundiera con el calor sin perder flexibilidad. Esto hizo posible productos prácticos como artículos impermeables.
La física de los polímeros
Células solares de plástico – Una célula solar de polímero capaz de producir electricidad a partir de la luz solar por efecto fotovoltaico ofrece una alternativa ligera, desechable y barata a los paneles solares tradicionales
1995 – El primer bloque de oficinas del Reino Unido que funciona con energía solar, patrocinado por la UE, el Departamento de Comercio y Greenpeace, en la Universidad de Northumbria (Newcastle on Tyne), cuenta con 21.000 células solares y 646 ventanas de PVC para favorecer la eficiencia térmica en todo el edificio.
El futuro (2022) – El estadio de la Copa Mundial de la FIFA Qatar 2022 ha sido diseñado para utilizar un tejido de PVC triangulado super reflectante para crear un estadio sostenible con cero emisiones de carbono que proporcione unas condiciones de juego confortables.
Caracterización de los polímeros
La historia está marcada por los materiales que desarrollamos y utilizamos. Durante miles de años, los humanos utilizaron la piedra para fabricar herramientas. Hace unos 5.000 años, aprendimos a fabricar aleaciones de cobre y comenzó la Edad de Bronce. Siglos más tarde, la Edad de Hierro introdujo el hierro como material preferido. La introducción de la baquelita -el primer plástico sintético del mundo- en 1907 marcó el inicio de la Era de los Polímeros.
La Edad de los Polímeros también se conoce como la Edad de los Plásticos. “Plástico” (del griego “plastikos”, que significa moldeable) es el término popular que designa una variedad de polímeros sintéticos o artificiales. Los polímeros (“poli” = muchos) son moléculas muy grandes -verdaderos gigantes en el mundo molecular- compuestas por moléculas más pequeñas llamadas monómeros (“mono” = uno). La mayoría de los polímeros -pero no todos- están formados por monómeros similares entre sí, unidos en una cadena recta, como un largo collar de perlas.
En la naturaleza existen miles de polímeros diferentes. El polímero natural más abundante en el mundo es la celulosa, el principal material estructural natural de los árboles y otras plantas. Las proteínas que componen nuestro cuerpo son polímeros, incluido el ADN (ácido desoxirribonucleico), el material que transporta los códigos genéticos de todos los seres vivos.
Historia del plástico
Antecedentes de la química makromolecular en KarlsruheEl campo científico de la química de polímeros tiene una larga tradición en Karlsruhe, que se remonta a principios del siglo XX. En la Universidad de Karlsruhe han trabajado personas muy conocidas en el campo de la química de polímeros, como por ejemplo H. Staudinger y W. Kuhn.
En aquella época, la química de los polímeros formaba parte del Instituto de Química Técnica, fundado en 1872. La imagen de la izquierda muestra un breve resumen de las fechas y personas más importantes de la química de polímeros en Kalrsruhe. Puede encontrar más información en la siguiente presentación “La ciencia de los polímeros en Karlsruhe durante los últimos 150 años”.
A partir de 1967, la química de polímeros existió como un instituto separado, el instituto de química makromolecular. El primer director del instituto fue B. Vollmert (trabajos sobre síntesis y reakciones de polímeros, permeación de gases a través de láminas de polímeros, microgeles y la estructura de las soluciones de polímeros concentrados). Vollmert ocupó la cátedra hasta 1986.