La física de los polímeros
Plástico es una palabra que originalmente significaba “flexible y fácil de moldear”. Sólo recientemente se ha convertido en el nombre de una categoría de materiales llamados polímeros. La palabra polímero significa “de muchas partes”, y los polímeros están formados por largas cadenas de moléculas. Los polímeros abundan en la naturaleza. La celulosa, el material que compone las paredes celulares de las plantas, es un polímero natural muy común.
En el último siglo y medio, el ser humano ha aprendido a fabricar polímeros sintéticos, a veces utilizando sustancias naturales como la celulosa, pero más a menudo utilizando los abundantes átomos de carbono que proporcionan el petróleo y otros combustibles fósiles. Los polímeros sintéticos están formados por largas cadenas de átomos, dispuestas en unidades repetitivas, a menudo mucho más largas que las que se encuentran en la naturaleza. La longitud de estas cadenas y los patrones en los que están dispuestas son los que hacen que los polímeros sean fuertes, ligeros y flexibles. En otras palabras, es lo que los hace tan plásticos.
Estas propiedades hacen que los polímeros sintéticos sean excepcionalmente útiles, y desde que aprendimos a crearlos y manipularlos, los polímeros se han convertido en una parte esencial de nuestras vidas. Especialmente en los últimos 50 años, los plásticos han saturado nuestro mundo y han cambiado nuestra forma de vivir.
Química de los polímeros
Resumen La forma en que la homociralidad de los biopolímeros (ADN/ARN/proteínas) pudo producirse originalmente (es decir, surgir de un mundo químico sin vida, que tendía a ser simétrico en cuanto a la quiralidad) es un viejo enigma científico. Durante muchos años, la gente se ha centrado en la exploración de mecanismos físico-químicos plausibles que podrían haber conducido a entornos prebióticos sesgados hacia un tipo quiral de monómeros (por ejemplo, nucleótidos D frente a nucleótidos L; aminoácidos L frente a aminoácidos D), que luego deberían haberse ensamblado en los polímeros correspondientes con homociralidad, pero hasta ahora no se ha logrado ningún avance convincente. Aquí mostramos, mediante simulación por ordenador -con un modelo basado en el escenario del mundo del ARN-, que la quiralidad sesgada puede haberse establecido en cambio a nivel de polímero, simplemente derivando de una mezcla racémica de monómeros (es decir, igualmente con los dos tipos quirales). En otras palabras, los resultados sugieren que la homociralidad puede haberse originado junto con el advenimiento de los biopolímeros durante el origen de la vida, en lugar de hacerlo de alguna manera a nivel de los monómeros antes del origen de la vida.
Historia del plástico
Fue en 1862 cuando Alexander Parkes presentó en la Exposición Internacional de Londres el primer plástico fabricado por el hombre. “Parkesine”, como se llamaba, se comercializó como una alternativa al marfil y al cuerno que Parks descubrió mientras intentaba desarrollar un sustituto sintético de la goma laca para impermeabilizar.
Aunque el producto no tuvo éxito comercial, Parkesine representó un primer paso importante en el desarrollo del plástico artificial. El material no empezó a mostrar realmente su valor potencial y su diversidad de aplicaciones hasta que John Wesley Hyatt, en Albany (Nueva York), descubrió la forma de fabricar una versión mejorada de la Parkesina, más conocida como celuloide.
Primer polímero
Friedrich Klatte fue el primer inventor que recibió una patente para el PVC. Sin embargo, no se encontró ninguna utilidad real para el PVC hasta que llegó Waldo Semon e hizo del PVC un producto mejor. Semon dijo: “La gente consideraba que el PVC no tenía ningún valor en aquella época [hacia 1926]. Lo tiraban a la basura”.
Por su invento, Waldo Semon recibió las patentes estadounidenses nº 1.929.453 y nº 2.188.396 por la “Composición sintética similar al caucho y método de fabricación de la misma; método de preparación de productos de haluro de polivinilo”.
El vinilo es el segundo plástico más producido en el mundo. Los primeros productos de vinilo que fabricó Walter Semon fueron pelotas de golf y tacones de zapatos. Hoy en día, se fabrican cientos de productos con vinilo, como cortinas de baño, impermeables, cables, electrodomésticos, baldosas, pinturas y revestimientos.
Según el Instituto del Vinilo, “como todos los materiales plásticos, el vinilo se fabrica a partir de una serie de pasos de procesamiento que convierten las materias primas (petróleo, gas natural o carbón) en productos sintéticos únicos llamados polímeros”.