Polimerización
La polimerización es el proceso de formación de macromoléculas más grandes a partir de subunidades más simples conocidas como monómeros. Aprende a contrastarlos, interpretarlos y analizarlos, así como a revisar otras definiciones, tipos y ejemplos.
Principios de los polímeros’Polímero’ viene del griego y significa ‘muchas partes’. Un polímero es una molécula larga formada por muchos componentes idénticos o similares unidos por enlaces covalentes, como un tren formado por una cadena de vagones. La mayoría de las moléculas grandes, o macromoléculas, son polímeros. Las unidades de repetición que sirven como bloques de construcción de un polímero son pequeñas moléculas llamadas monómeros. ¿Cómo se unen estos monómeros? La polimerización es el proceso de conexión de estos monómeros y la creación de grandes macromoléculas de diferentes tamaños y formas. La polimerización es similar a la construcción de un gran edificio con el mismo tipo de bloques de Lego. Los bloques pueden conectarse de varias maneras para crear una estructura más grande y con formas más complejas que el bloque de Lego original por sí solo. Los dos tipos principales de polimerización son la polimerización por adición y la polimerización por condensación.
La polimerización explicada
Antes de los primeros años de la década de 1920, los químicos dudaban de la existencia de moléculas con pesos moleculares superiores a unos pocos miles. Este punto de vista limitado fue cuestionado por Hermann Staudinger, un químico alemán con experiencia en el estudio de compuestos naturales como el caucho y la celulosa. En contraste con la racionalización predominante de estas sustancias como agregados de pequeñas moléculas, Staudinger propuso que estaban formadas por macromoléculas compuestas por 10.000 o más átomos. Formuló una estructura polimérica para el caucho, basada en una unidad repetitiva de isopreno (denominada monómero). Por sus aportaciones a la química, Staudinger recibió el Premio Nobel en 1953. Los términos polímero y monómero derivan de las raíces griegas poly (muchos), mono (uno) y meros (parte).
El reconocimiento de que las macromoléculas poliméricas constituyen muchos materiales naturales importantes fue seguido por la creación de análogos sintéticos con diversas propiedades. De hecho, las aplicaciones de estos materiales como fibras, películas flexibles, adhesivos, pinturas resistentes y sólidos resistentes pero ligeros han transformado la sociedad moderna. En los siguientes apartados se analizan algunos ejemplos importantes de estas sustancias.
Polimerización radical
Antes de los primeros años de la década de 1920, los químicos dudaban de la existencia de moléculas con pesos moleculares superiores a unos pocos miles. Este punto de vista limitado fue cuestionado por Hermann Staudinger, un químico alemán con experiencia en el estudio de compuestos naturales como el caucho y la celulosa. En contraste con la racionalización predominante de estas sustancias como agregados de pequeñas moléculas, Staudinger propuso que estaban formadas por macromoléculas compuestas por 10.000 o más átomos. Formuló una estructura polimérica para el caucho, basada en una unidad repetitiva de isopreno (denominada monómero). Por sus aportaciones a la química, Staudinger recibió el Premio Nobel en 1953. Los términos polímero y monómero derivan de las raíces griegas poly (muchos), mono (uno) y meros (parte).
El reconocimiento de que las macromoléculas poliméricas constituyen muchos materiales naturales importantes fue seguido por la creación de análogos sintéticos con diversas propiedades. De hecho, las aplicaciones de estos materiales como fibras, películas flexibles, adhesivos, pinturas resistentes y sólidos resistentes pero ligeros han transformado la sociedad moderna. En los siguientes apartados se analizan algunos ejemplos importantes de estas sustancias.
Reacciones asimétricas
ResumenMuchos campos de investigación, desde las redes sociales y la epidemiología hasta la biología y la física, han experimentado un gran avance a partir de los recientes desarrollos en grafos aleatorios y teoría de redes. En este trabajo proponemos un modelo genérico de polimerización por etapas como una aplicación prometedora de la percolación en un grafo aleatorio dirigido. Este proceso de polimerización se utiliza para fabricar una amplia gama de materiales poliméricos, entre ellos: poliésteres, poliuretanos, poliamidas y muchos otros. Vinculamos las características de la polimerización por etapas con las propiedades del modelo de configuración dirigida. De este modo, obtenemos nuevas expresiones analíticas que describen la microestructura polimérica y las comparamos con datos procedentes de experimentos y simulaciones informáticas. La distribución del peso molecular se relaciona con los tamaños de los componentes conectados, la gelificación con la aparición del componente gigante, y los radios de giro molecular con el índice de Wiener de estos componentes. Un modelo con este nivel de generalidad es fundamental para acelerar el diseño de nuevos materiales y optimizar sus propiedades, además de proporcionar un vínculo vital entre la ciencia de las redes y la física de los polímeros observable experimentalmente.