QUÍMICA DE LOS MATERIALES

Se puede decir que la química es la ciencia de los materiales y las sustancias, una parte de las ciencias de la naturaleza que se pregunta de qué están hechas las cosas y cómo usarlas en nuestro beneficio.Aunque es una ciencia relativamente reciente, ha participado en los más importantes acontecimientos de nuestra sociedad durante los siglos XIX y XX, en la mayoría de los casos con fines positivos.

  • A lo largo del siglo XVIII se produjo la primera revolución energética e industrial, basada en el carbón. En las primeras coquerías se calentaba en ausencia de aire, el carbón de hulla, que se descomponía en otros productos (coque, gas, alquitrán, etc.) que se utilizaban como materias primas para muchas aplicaciones:
  • El coque permitió la elaboración de hierro y acero en los altos hornos.
  • El gas, constituido por una mezcla de hidrógeno, metano y otros gases, se empezó a usar hacia 1800 como gas de alumbrado
  • Del alquitrán de hulla se obtenían anilina y otros productos orgánicos. Se creó una química de síntesis, que sintetizaba en el laboratorio numerosas sustancias nuevas. Durante todo el siglo XIX se desarrolló una industria de colorantes de gran repercusión social.
  • La fabricación de cemento Pórtland supuso en el siglo XIX una revolución en las técnicas de construcción y en la estética de las ciudades. Hoy es el material de construcción más utilizado en el mundo
  • La obtención de amoniaco a partir del nitrógeno atmosférico (síntesis de Haber) fue un gran acontecimiento de la Historia de la química. A partir del amoniaco se obtienen abonos, pinturas, explosivos, etc.
  • La síntesis de los primeros plásticos como el celuloide, fabricado a partir de sustancias vegetales, se produjo a finales del siglo XIX. El perfeccionamiento de las técnicas de polimerización ha permitido obtener muchos tipos de plásticos y sus uso está muy extendido. Actualmente el petróleo y sus derivados son la materia prima para su fabricación.
  • El desarrollo (alrededor de 1950) de materiales semiconductores permitió la construcción de primer transistor. Posteriormente, con técnicas fotoquímicas, se ha conseguido miniaturizar los transistores y fabricar con ellos los microprocesadores, que son la base de los ordenadores actuales.
  • El desarrollo de técnicas electroquímicas ha permitido la obtención masiva de metales como el aluminio y, más recientemente, el titanio.

 

Los nuevos materiales

 

La química no solo estudia el entorno natural, sino que también intenta fabricar sustancias que no se encuentran en la naturaleza, con nuevas propiedades y aplicaciones. En cierto modo se han superado los descubrimientos por casualidad y somos capaces de diseñar sustancias con propiedades esperadas. Además, se sintetizan nuevas sustancias gracias a la interacción de la química con otras ciencias. De este modo han surgido recientemente:

  • Cerámicas técnicas de extraordinarias propiedades. Unas poseen gran dureza, otras soportan altísimas temperaturas, etc. Se emplean en motores de competición, en astronáutica, etc.
  • Aerogeles, que son sólidos tan porosos que el 95% de su volumen es aire, con lo que su densidad es ínfima (0,004 a 0,6 g/cm3). Sin embargo, son resistentes, químicamente inertes, aislantes en su mayoría y transparentes a la luz.

 

Nanotecnolgía

 

Podemos definir la nanotecnología como el estudio, diseño, síntesis y manipulación de materiales y técnicas que se mueven en la frontera de lo muy pequeño (10-9m).

Cuando la materia se manipula a escala molecular, muestra propiedades totalmente nuevas que permiten aventurar una nueva revolución industrial para el siglo XXI, que ya está consiguiendo grandes avances:

  • Se están desarrollando nanotubos de carbono, más resistentes que el acero, con sólo un 10% de su peso.
  • Componentes informáticos capaces de detectar y destruir células cancerígenas en partes delicadas del cuerpo humano, como el cerebro. O nanopartículas capaces de inducir la regeneración de los tejidos.