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Materiales avanzados: un recurso para las tecnologías actuales y futuras

En este artículo, Diana Iris Medellín, Dámaso Navarro Rodríguez, Carlos Ávila Orta y Cinthia Ramírez Barraza, del Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA), explican la importancia vital de los materiales avanzados en distintas industrias claves para la economía.

Tecnología en la Industria del Plástico

Si bien es cierto que los materiales avanzados pueden ser preparados a partir de una gran variedad de compuestos, en esta ocasión destacaremos aquéllos a base de polímeros. Desde principios del siglo XX y hasta hace pocos años, la investigación y desarrollo de los polímeros estuvo enfocada a satisfacer las aplicaciones tradicionales como empaque, textiles, utensilios, muebles, materiales de construcción, partes de automóviles, etc.

En tiempos recientes, los polímeros han incidido de manera importante en el campo de los materiales avanzados. Ejemplos característicos son los nanocompuestos, en donde los polímeros son combinados con partículas de tamaño nanométrico para mejorar sus propiedades ya existentes o crear nuevas propiedades en ellos. Así, los polímeros aislantes pueden convertirse en materiales altamente conductores al combinarse con pequeñas cantidades de partículas nanométricas eléctricamente conductoras, como las nanopartículas metálicas de cobre y plata [2], entre otras.

La ventaja de estos polímeros conductores es que son ligeros, económicos y fáciles de procesar. Otras nanopartículas que están siendo desarrolladas para impartir nuevas propiedades a los polímeros son las nanopartículas magnéticas, luminiscentes, termo-conductoras, termo-sensibles, fotónicas, etc. De esta manera la Industria del Plástico se transforma en una proveedora de productos de tecnologías avanzadas, actuales y futuras. La amplia variedad de polímeros y métodos para producirlos representa un campo de investigación muy prometedor para el desarrollo de nuevos materiales avanzados, que seguramente serán materiales clave para las tecnologías del futuro.

Investigación y desarrollo

El Departamento de Materiales Avanzados del Centro de Investigación en Química Aplicada, CIQA, ha sido dirigido por el Dr. Jorge Romero, el Dr. Dámaso Navarro y actualmente por el Dr. Carlos Ávila Orta, quien ha venido enfocando sus líneas de investigación en áreas prioritarias como la energía y la salud, principalmente a través del desarrollo de materiales avanzados a base de polímeros y nanopartículas, así como también de polímeros semiconductores.

Lo anterior se ha logrado gracias al conocimiento y estudio multidisciplinario de las propiedades de polímeros, metales, cerámicos y compuestos inorgánicos. De igual forma se ha desarrollado conocimiento en Nanociencia y Nanotecnología, que básicamente son el dominio del diseño y preparación de materiales de tamaño nanométrico o nanoestructurado y del entendimiento de las propiedades químicas y físicas de los mismos[3].

Materiales avanzados: un recurso para las tecnologías actuales y futuras
La industria Aeroespacial también es activa en el uso de materiales avanzados.

El Departamento de Materiales Avanzados ha adquirido, desde su creación, infraestructura de alta tecnología para la adecuada caracterización y estudio de las propiedades de este tipo de materiales. Todo lo anterior ha permitido crear nuevos materiales y tecnologías, logrando con ello productos con propiedades mejoradas, por ejemplo, la obtención de plásticos capaces de transportar y disipar el calor de forma eficiente[4], y elastómeros que cambian su forma al ser expuestos a un estímulo térmico o luminoso[5].

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