Desarrollan en CUCSur polímero conductivo de bajo costo
Las nuevas generaciones se beneficiarán por el desarrollo actual que conlleva la adopción de nuevas tecnologías, en particular la del desarrollo de nuevos componentes más amigables con el ambiente y más resistentes
Andrea H. del Rio, doctorante en Ciencia en Ingeniería de Materiales / Antonio Muñoz, Profesor Investigador del Departamento de Ingenierías, CUCSUR
Químicamente, sin entrar mucho en detalle, un polímero es una unión de unidades repetitivas llamadas monómeros las cuales generan cadenas. Esta unión se presenta en forma natural o sintética.
Los polímeros suelen ser materiales aislantes y no conducen electricidad. Sin embargo, en el año 1978, el doctor Hideko Shirakawa en colaboración con Alan Heeger y Alan MacDiarmi, demostraron que cuando se trataba químicamente un polímero conjugado con elementos del grupo 17 de la tabla periódica, se pasaba de un material aislante a conductor; publicando su descubrimiento en el artículo Synthesis of electrically conducting organic polymers, el cual les permitió ganar el premio Nobel de Química en el año 2000.
Los métodos para mejorar la conductividad de un polímero se pueden clasificar en conductividad metálica, conductividad intrínseca y conductividad extrínseca.
Posiblemente, se ha tenido contacto con productos que aprovechan las ventajas de los polímeros conductores. Existe una amplia gama de aplicaciones en donde son utilizados, como en el desarrollo de fotoceldas, baterías, biosensores y electrónica flexible. Veamos más a detalle cada uno de ellos.
En el desarrollo de células fotovoltaicas o celdas solares orgánicas los polímeros conductores ofrecen un rendimiento fotovoltaico mayor al tener una menor resistencia a la conducción de electricidad que otros materiales, porque pueden absorber una gama más amplia del espectro de la luz. Las ventajas de estas células solares orgánicas son su flexibilidad, su ligereza y su capacidad de ser utilizadas en amplias superficies a bajo costo, fomentando el uso de energías renovables.
Mientras, en el área de almacenamiento de energía, los polímeros conductores están siendo utilizados para mejorar la seguridad e incrementar la conductividad en las pilas de litio. La unión de las sales de litio de pequeño peso molecular y matrices poliméricas ofrece grandes ventajas por su fácil procesabilidad y una mayor flexibilidad en la forma y tamaño de la batería, siendo útil en equipos portátiles como teléfonos móviles y laptops.
En la actualidad, la ciencia de los polímeros busca desarrollar nuevos materiales a un menor costo, de fácil fabricación y que sean menos contaminantes.
Considerando el área de automatización, en donde se requieren dispositivos para detectar variaciones de un fenómeno físico con el fin de tener información para el control de diferentes procesos, el uso de polímeros que puedan cambiar su conductividad en respuesta a ciertos estímulos, como la presencia de calor, luz, entre otros, los hacen idóneos para fabricar sensores. En este mismo concepto, pero en el área médica, la biocompatibilidad de los sensores que puedan monitorear señales del cuerpo humano ha impulsado el desarrollo de un sensor polimérico adherible al cuerpo humano que no provoca reacciones alérgicas. Su objetivo es captar las señales biológicas y permitir el monitoreo –en tiempo real- para que el médico pueda conocer la condición médica del paciente a cualquier hora del día.
Otra aplicación en donde los polímeros han empezado a ganar terreno es en la electrónica flexible, la cual se enfoca en el diseño y en la fabricación de dispositivos electrónicos que puedan ser doblados, estirados y curvados sin sufrir daños. La ventaja principal es que son más delgados, más livianos y duraderos que los materiales utilizados en la electrónica convencional.
Cabe resaltar que, a partir del año 2022, en el posgrado en Ciencia e Ingeniería de Materiales en el Centro Universitario de la Costa Sur, de la Universidad de Guadalajara, se está incursionando en el desarrollo de un polímero conductivo que sea de bajo costo, amigable con el medio ambiente y buen conductor de la electricidad.
Como hemos visto, se puede pronosticar que las nuevas generaciones se beneficiarán por el desarrollo actual que conlleva la adopción de nuevas tecnologías, en particular la de nuevos componentes más amigables con el ambiente y más resistentes. Las aplicaciones futuras requieren nuevo conocimiento que se gesta en la industria y en las instituciones universitarias.
