Material de seda de araña
Un polímero es una sustancia compuesta por macromoléculas[2]. Una macromolécula es una molécula de alta masa molecular relativa, cuya estructura comprende esencialmente la repetición múltiple de unidades derivadas, real o conceptualmente, de moléculas de baja masa molecular relativa[3].
es una sustancia o material formado por moléculas muy grandes, o macromoléculas, compuestas por muchas subunidades repetidas[6]. Debido a su amplio espectro de propiedades,[7] tanto los polímeros sintéticos como los naturales desempeñan papeles esenciales y ubicuos en la vida cotidiana[8] Los polímeros van desde los conocidos plásticos sintéticos, como el poliestireno, hasta los biopolímeros naturales, como el ADN y las proteínas, que son fundamentales para la estructura y la función biológicas. Los polímeros, tanto naturales como sintéticos, se crean mediante la polimerización de muchas moléculas pequeñas, conocidas como monómeros. Su masa molecular consecuentemente grande, en relación con los compuestos de moléculas pequeñas, produce unas propiedades físicas únicas que incluyen dureza, alta elasticidad, viscoelasticidad y una tendencia a formar estructuras amorfas y semicristalinas en lugar de cristales.
Elastómero
ResumenComo resultado de la rigidez inherente de las cadenas macromoleculares conjugadas resultantes del sistema de π-electrones deslocalizados a lo largo de la espina dorsal del polímero, ha sido un gran desafío hacer que los hidrogeles de polímero conductor sean elásticos. En este caso se han sintetizado de forma sencilla hidrogeles de polipirrol elásticos y conductores con sólo polímero conductor como fase continua en las condiciones indispensables de 1) disolvente mixto, 2) oxidante deficiente y 3) crecimiento secundario mensual. Se ha discutido el mecanismo elástico y el mecanismo de polimerización oxidativa en los hidrogeles de PPy resultantes. Los hidrogeles resultantes muestran algunas propiedades novedosas, como la elasticidad con memoria de forma, la rápida funcionalización con diversos objetos invitados y la rápida eliminación de infectantes orgánicos de las soluciones acuosas, todo lo cual no puede observarse en los homólogos poliméricos conductores tradicionales no elásticos. Además, se han conseguido esponjas orgánicas ligeras, elásticas y conductoras con un excelente comportamiento de detección de tensiones utilizando los hidrogeles de polipirrol resultantes como precursores.
2d polímero
La ciencia de los polímeros ha hecho posibles los neumáticos de caucho, el teflón y el kevlar, las botellas de agua de plástico y las chaquetas de nailon, entre otros muchos elementos omnipresentes en la vida cotidiana. Los polímeros elásticos, conocidos como elastómeros, pueden estirarse y soltarse repetidamente y se utilizan en aplicaciones como guantes y válvulas cardíacas, donde deben durar mucho tiempo sin romperse. Pero los científicos especializados en polímeros llevan mucho tiempo sin resolver un problema: Los polímeros elásticos pueden ser rígidos o resistentes, pero no pueden ser ambas cosas.
Este conflicto entre rigidez y dureza es un reto para los científicos que desarrollan polímeros que podrían utilizarse en aplicaciones como la regeneración de tejidos, los bioadhesivos, la bioimpresión, la electrónica portátil y los robots blandos.
“Además de desarrollar polímeros para aplicaciones emergentes, los científicos se enfrentan a un reto urgente: la contaminación por plásticos”, afirma Zhigang Suo, catedrático de Mecánica y Materiales Allen E. y Marilyn M. Puckett, autor principal del estudio. “El desarrollo de los polímeros biodegradables nos ha devuelto a las preguntas fundamentales: ¿por qué algunos polímeros son resistentes y otros frágiles? ¿Cómo podemos hacer que los polímeros resistan el desgarro bajo un estiramiento repetido?”.
Fractura, fatiga y fricción de polímeros en los que los enredos superan ampliamente a los enlaces cruzados
Así, los elastómeros tienen un módulo de Young bajo y un alargamiento a la rotura muy elevado en comparación con otros polímeros. El término elastómero suele utilizarse indistintamente con el término caucho, aunque se prefiere este último para referirse a los cauchos vulcanizados.
Los elastómeros pueden clasificarse en tres grandes grupos: elastómeros de dieno, de no-dieno y termoplásticos. Los elastómeros de dieno se polimerizan a partir de monómeros que contienen dos dobles enlaces secuenciales. Ejemplos típicos son el poliisopreno, el polibutadieno y el policloropreno.
Los elastómeros no diénicos incluyen el caucho butílico (poliisobutileno), los polisiloxanos (caucho de silicona), el poliuretano (spandex) y los fluoroelastómeros. Los elastómeros que no son de dieno no tienen dobles enlaces en su estructura, por lo que la reticulación requiere otros métodos distintos a la vulcanización, como la adición de monómeros trifuncionales (polímeros de condensación), o
Los uretanos son termoplásticos y contienen unidades de repetición rígidas (duras) y blandas (gomosas). Cuando se enfrían desde el estado de fusión hasta una temperatura inferior a la de transición vítrea, los bloques duros se separan en fase para formar dominios rígidos que actúan como enlaces físicos para los bloques elastoméricos.