Una investigación del CSIC abre la posibilidad de fabricar plásticos más versátiles y baratos
Martes, 17 de Octubre de 2006
Fuente: Geoscopio/Madrid. La mezcla de polímeros estudiada por el CSIC ofrece un menor coste de procesado que los plásticos convencionales. Los autores observan por primera vez, a escala microscópica, un proceso de confinamiento dinámico en polímeros.
Un equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha observado por primera vez, a escala microscópica, el fenómeno físico del confinamiento dinámico en mezclas de polímeros. El estudio de este fenómeno abre la posibilidad de desarrollar plásticos que superen en prestaciones, facilidad de procesado y coste de producción a los utilizados en la actualidad. El trabajo, que se desarrolla en la Unidad de Física de Materiales (de titularidad compartida por el CSIC y la Universidad del País Vasco), en San Sebastián, forma parte de la Red de Excelencia Europea Softcomp.
A temperaturas altas, los polímeros se vuelven líquidos viscosos y maleables, mientras que a temperaturas muy bajas, el mismo polímero se convierte en un material sólido, duro, rígido y frágil. La temperatura a la que se observa este cambio es lo que se denomina temperatura de transición vítrea.
La investigadora del CSIC Arantxa Arbe, una de las responsables del equipo de este estudio, explica: "Hemos observado efectos de confinamiento dinámico a escala molecular en una mezcla de polímeros con diferentes temperaturas de transición vítrea. El proceso de confinamiento dinámico consiste en que las moléculas del componente con menor temperatura de
transición vítrea quedan retenidas por la congelación del movimiento de las moléculas del otro componente, el de mayor temperatura de transición".
Arbe ejemplifica: "Es como si tuviésemos una gran cantidad de serpientes de dos especies, unas con un metabolismo más lento que las otras. Al bajar la temperatura, unas hibernarán y se quedarán quietas, formando una estructura rígida y desordenada a través de la cual las otras serpientes seguirán moviéndose".
La observación directa de este fenómeno a nivel microscópico y su interpretación han sido posibles gracias a la combinación de experimentos de dispersión de neutrones y simulaciones de dinámica molecular, cuenta la investigadora del CSIC.
Sin necesidad de invertir esfuerzos en la síntesis de nuevos materiales poliméricos, la mezcla estudiada por este equipo podría dar lugar al diseño de plásticos más baratos, ya que requieren una menor temperatura para su procesado. Asimismo, la unión de polímeros desarrollada tendría mejores prestaciones mecánicas, según explican los investigadores.
"En las mezclas que hemos estudiado, se inducen en el plástico dinámicas localizadas adicionales, que pueden contribuir a una mejora de las prestaciones finales del material, ya que aumentan la movilidad a nivel microscópico", explica Arbe.
CARACTERÍSTICAS DEL CONFINAMIENTO
La observación por primera vez de un proceso de confinamiento dinámico supone asimismo un paso importante para el conocimiento a nivel global de ese fenómeno físico, presente en multitud de mezclas orgánicas e inorgánicas. "Prácticamente todos los sistemas formados por más de un componente muestran efectos de confinamiento, en mayor o menor grado. Encontrar las características universales del confinamiento dinámico y sus efectos comunes tiene gran interés desde el punto de vista de la física fundamental", señala Arbe.
El equipo del CSIC responsable de esta investigación comenzará a trabajar en unos meses en la búsqueda de las características comunes del confinamiento dinámico, siempre en el marco de la Red de Excelencia Europea Softcomp, dedicada a la investigación en nanomateriales. Softcomp es un proyecto de la Comisión Europea del que forman parte institutos de investigación de 10 países.
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