Materiales artificiales.

Muchos de los nuevos materiales han sido desarrollados gracias a la industria moderna. Hay dos materiales artificiales muy antiguos que son el vidrio y el papel.

Al estar compuesto fundamentalmente de silicio, el vidrio es muy fácil para su obtención. Con arena de la playa  podríamos obtener vidrio. Los romanos empleaban el vidrio para elaborar elementos de bisutería y pequeños recipientes. Los principales componentes del vidrio son: el sílice, carbonato sódico y el carbonato cálcico.





Es un fallo llamar cristal al vidrio: esta palabra cita a materiales cuyos átomos están ordenados formando una estructura geométrica (una estructura cristalina), mientras que el vidrio es un material amorfo desde el punto de vista molecular. La confusión se debe a que muchos cristales son transparentes. Cuando el vidrio es bueno se acepta la denominación cristal.

El vidrio a conocido nuevas aplicaciones gracias a las últimas tecnologías. La famosa fibra óptica, que permite la difusión de decenas de comunicaciones coincidentes  por un hilo muy fino, está hecha de vidrio, aunque naturalmente se trata de un vidrio muy abundante en silicio.

El papel sigue siendo el material más usado para la expansión del conocimiento humano. La necesidad de servirse de un soporte suficientemente flexible y ligero para escribir sobre él es tan antigua como la propia escritura. El primer material de esta clase        del que se tiene firmeza es el papiro, una planta herbácea con un tallo fibroso muy abundante en el Nilo; sus hebras eran extraídas, entre cruzadas, comprimidas para expulsar la humedad, secadas y finalmente tratadas con una sustancia aglutinante. En los ligares donde no existía el papiro se usaba el pergamino, fabricado a partir de pieles de animales. Los dos materiales requerían un complejo proceso de elaboración, por lo que a lo largo de la edad media fue imponiéndose poco a poco el uso del papel. El principal componente del actual papel es la celulosa, lo que significa que la materia prima que necesita la industria papelera es la madera. Su elaboración empieza con el triturado de la madera, del que se saca una pasta que debe ser sometida a un proceso de refinado para descomponer las fibras y eliminar todo lo que no sea celulosa; luego se añade cola a la pasta para evitar que la tinta se corra al escribir; luego se agregan diversos aditivos, pigmentos y sustancias aglutinantes; y finalmente se somete la pasta a prensado.

La demanda de papel es elevada, lo que lleva a la deforestación de nuestro planeta; pero se trata de un material que es fácil su reciclado. El papel reciclado no es tan blanco como el original y resulta algo más caro. En nuestra mano esta evitar ese suceso, separando nuestros desechos de papel del resto de la basura para depositarlo en los contenedores adecuados y comprando papel reciclado aunque sea más caro.



Materiales de construcción: cementos y hormigones

El acero ha sido un material usado para construir rascacielos, las obras no serian posible sin un material llamado cemento. Un material usado por los romanos fue un compuesto por cal y ceniza volcánica, conocida como puzolana. Esto cayó en el olvido y empezó a llamarse mortero, que fue el principal aglutinante. Hoy día se sigue utilizando este material llamado puzolana, pues es un material que se cuaja con ligereza, incluso debajo del agua.

Existen tipos de cementos para cada necesidad constructiva, pero todos se fabrican a partir de arcilla y roca caliza, el producto conseguido de ello, se le llama clinker, se le añade un poco de yeso y otros aditivos. Los componentes químicos de cemento son: silicatos de calcio y casualmente metales como el hierro, aluminio o el manganeso.

Cuando el cemento es mezclado con agua se desatan una seria de reacciones químicas que hacen que el cemento se endurezca hasta tomar una consistencia rocosa, dura. Fraguado es el nombre que recibe al tipo de proceso que dure en hacerse, pueden durar de varios minutos a algunas horas. Las obras con mayor extensión requieren otros cementos especiales hachos a medida. El hormigón es elaborado a partir de cemento y diversos componentes áridos como la arena, grava… el hormigón es una piedra artificial capaz de soportar cargas muy grandes. Si se le añade gravillas de acero se obtiene un material muy resistente: el hormigón armado.

Los modernos materiales artificiales: los polímeros

Los polímeros son sustancias formadas por moléculas enormes, como resultado de la unión de un gran número de moléculas de tamaña normal denominados monómeros. Son algunos polímeros muy utilizados en bioquímica la celulosa, el almidón, el ADN… la naturaleza ha sido capaz de producir polímeros como es el colágeno, que es una fibra que hace posible la unión  de tejidos como la piel y los músculos. Los tendones están formados especialmente de colágeno por eso pueden soportar cargas enormes antes de romperse.

Algunos procesos de química comenzado por ilustres químicos han hecho revolucionar el mundo del mercado, al sacar a la venta una serie de polímeros. La mayoría de estos se resumen a partir de derivados del petróleo como los fenoles, propileno o los vinilos.

Hay mucha variedad de polímeros, un primer criterio para su clasificación es el comportamiento de estos ante el calor:

-      Polímeros termoplásticos: se ablandan por la acción del calor pero no cambia su estructura molecular.

-      Polímeros termoestables: estos una vez calentados y enfriados no pueden volver a moldearse, pues como se vuelva a calentar acaban en descomposición.

Tipos de polímeros según sus propiedades mecánicas:

-      Elastómeros: soportan grandes deformaciones sin romperse y

recupera su forma cuando el esfuerzo desaparece.

-      Plastómeros: no vuelven a su forma original aunque el esfuerzo desaparezca. Son conocidos como plásticos.

-      Fibras: son muy resistentes a las deformaciones ante esfuerzos de tracción.

-      Recubrimientos: son líquidos y se extienden sobre una superficie formando una fina capa protectora.

-      Adhesivos: son capaces de formar enlaces con superficies con las que entran en contacto.

Relación de los polímeros más usuales:

		Ejemplo	Aplicaciones
Polímeros artificiales	Por reacciones de adición	Teflón	Plástico más resistente al calor y a sustancias químicas.
		Polimetacrilato, vidrio acrílico	Transparente como el vidrio y lo sustituye en varias ocasiones.
		Poliisobutileno	Se usa como adhesivo, por ser pegajoso.
		Buna	Resiste al calor y es usado en neumáticos
		Polietileno	Son juguetes, cubos, botellas…
		PVC, cloruro de polivinilo	Son duros, pero el PVC es muy problemático debido a que contiene cloro.
	Por reacciones       de condensación	Poliamidas, como el nailon	Fibras resistentes y se usa para la fabricación de ropa.
		Poliésteres, como el mylar	Usados para la construcción de depósitos.
		Poliuretano	Espuma de relleno.
		Baquelita	Mangos de herramientas, aislantes eléctricos.
		Siliconas	Aceites o resinas, uso como lubricantes…
Polímeros naturales	Por reacciones de adición	Poliisopreno-1,4, conocido como caucho	Resistente al calor, se usa para fabricar neumáticos.
		Glúcidos	Reserva energía, está presente en la celulosa.
		Lípidos	Reserva energía y estructural.
	Por reacciones       de       condensación	Proteínas, que son poliamidas	Funciones: estructural…
		Ácidos nucleídos	Responsable de nuestro código genético y transferencia de nuestra descendencia.