Nanotecnología y el sector de los plásticos

Rosmar Niño Parra
C.I 18392888
CRF

Interesante artículo sobre como se contempla los avances en nanotecnología desde la perspectiva del sector de los plásticos.

La nanotecnología ya está influyendo en la industria de los plásticos con la creación de nanocompuestos especiales que, una vez aplicados a los plásticos, dan lugar a piezas que son mejores en varios aspectos, además de tener un proceso de fabricación más barato.

Y ese es solo el comienzo.

¿Pero qué es lo "nano"?

Si alguien no está seguro de lo que es la nanotecnología, que no se preocupe, que no está solo. "Hay mucha gente muy inteligente que no entiende la nanotecnología", señaló Don Rosato, analista de investigación de Frost & Sullivan en Concord, Massachussets. "Al ver el prefijo 'nano' –que significa diminuto en griego– saben que se refiere a algo muy pequeño, pero más allá todo el proceso resulta misterioso".

La nanotecnología es, de hecho, un campo muy amplio y heterogéneo de la tecnología. Como tecnología habilitadora, crea el marco para el desarrollo de diversas innovaciones en muchos campos, que van desde el sector de la automoción, al de la electrónica o el farmacéutico. La palabra "nanotecnología" describe materiales, estructuras y tecnologías relacionadas con la creación o la presencia de una dimensión espacial inferior a 100 nanómetros. "Un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro", señaló Rosato. "Para tener una perspectiva, el diámetro de un cabello humano mide unos 50.000 nanómetros".

A este nivel tan diminuto, las propiedades químicas, físicas y biológicas de los materiales son diferentes a las que tienen con un tamaño más grande y, a menudo, los nanomateriales se comportan de forma diferente a los materiales tradicionales, incluidos los polímeros. Para el mundo de la fabricación, esto es lo que la hace apasionante: las propiedades especiales de estas partículas microscópicas se pueden utilizar para desarrollar materiales que ofrezcan ventajas importantes en nuestro mundo macroscópico, como mejor resistencia, mejor dureza mecánica, mejor resistencia a los UV o mejor conductividad eléctrica y térmica.

En la industria de los plásticos, la nanotecnología implica, básicamente, que los nanocompuestos se incluyen en el plástico. "Las principales ventajas de la utilización de nanomateriales en los productos plásticos son la obtención de mayor rendimiento con un coste inferior y unos niveles de material más eficaces", señaló Rosato. La capacidad de ofrecer un rendimiento más elevado que el que pueden ofrecer las propiedades de los materiales tradicionales es de sobra conocida: por ejemplo, si ponemos una nanoarcilla en la defensa o parachoques de un automóvil, conseguiremos una mayor resistencia al impacto durante un período de tiempo más largo y con un nivel de carga inferior que con otros materiales tradicionales.

Más que dureza

La dureza no es el único beneficio de la nanotecnología. Según un informe sobre ciencia a nanoescala elaborado recientemente por el Committee on Technology, National Science and Technology Council, muchas de las aplicaciones de los plásticos que están en uso hoy en día pueden reducir considerablemente su tamaño, mejorando al mismo tiempo su eficacia. Según el informe: "Gracias al uso de la nanotecnología, ya hay en el horizonte procesadores de memoria del tamaño un sello postal, pero que todavía son capaces de almacenar una cantidad de información equivalente a la de 25 DVD". "Igualmente, con la nanotecnología se podrían fabricar paneles solares con un coste muy inferior a lo que cuestan actualmente".

También se están creando nanotubos de plástico con nanotecnología. Estos nanocompuestos tienen, generalmente, un diámetro de 50 a 150 nanómetros y se utilizan para conducir la electricidad. Estos nanotubos tienen la capacidad de conducción de corriente del cobre, pero además, son extremadamente flexibles, ligeros y duraderos. Se espera que esta tecnología acabe conduciendo a la creación de pinturas, siliconas, recubrimientos, selladores, fibras y adhesivos conductores. Se cree que estos tubos y láminas espesas podrían tener un valioso potencial para la industria de la automoción, la aeroespacial y la química.

Por último, ya se han creado también espumas especiales de nanocompuestos. Es probable que, con el tiempo, estas espumas reemplacen al plástico sólido porque son más ligeras, pero con el mismo aspecto de los plásticos sólidos. Los posibles usos para los nanocompuestos en espuma incluyen las tazas de café, los recipientes de comida rápida, el aislamiento de las casas, el relleno de las alfombras, los pañales desechables, los cojines y los materiales de empaquetado.

La nanotecnología también es un tema en boga entre los gobiernos y los investigadores de las instituciones académicas. "Es un área que recibe gran cantidad de financiación del gobierno", señaló Don Rosato. "La mayoría de las universidades, incluidas varias de Canadá, están investigando en nanotecnología".

Esta creciente aceptación se ve reflejada en el amplio número de proveedores de materiales plásticos que están profundizando en el campo. "En el 2006 habría unos 200 productos plásticos de uso final fabricados con nanotecnología", señaló Rosato. "Hoy en día, hay unos 600. De los proveedores de materiales de todo el mundo, los más importantes –BASF, Bayer, DuPont, Dow, Sabic Innovative Plastics, Lanxess, DSM y Clariant– se están implicando más en el tema".

Por mencionar un ejemplo, Clariant Masterbatches está cooperando, actualmente, con varias compañías alemanas en un proyecto diseñado para utilizar la tecnología de los nanotubos de carbono (CNT) para reducir el coste de las pilas de combustible ecológicas de baja temperatura. "Las aplicaciones relacionadas con los nanotubos de carbono han experimentado un enorme desarrollo debido a las propiedades únicas del material, entre las que se incluyen una dureza, resistencia y conductividad eléctrica excepcionales", comentó el Dr. Ralph Rutte, jefe de producción y tecnología de Clariant Masterbatches Division, en Muttenz, Suiza. "Se espera que el uso de nanotubos de carbono en lugar de relleno de grafito convencional y negro de carbón en las placas de las pilas de combustible proporcione una mejor conductividad. El beneficio para los fabricantes de plásticos es que, procesando los compuestos de los materiales de los CNT en máquinas moldeadores de inyección estándares, pueden reducir los costes de producción al mismo tiempo que aumentan la productividad".

Pero aunque el futuro de la nanotecnología en los plásticos parezca ilimitado, todavía hay algunos obstáculos que superar. Por ejemplo, los que critican la nanotecnología sostienen que ciertas sustancias podrían volverse tóxicas al manipularlas en una escala tan pequeña. También existe el temor de que algunas de estas sustancias manipuladas puedan causar daños en el sistema inmunológico en caso de inhalación, absorción a través de la piel o ingestión; un posible golpe para los fabricantes de moldes componentes médicos que esperaban incorporar los nanocompuestos a sus productos. "Hay posibilidades de que las nanopartículas de aplicaciones médicas atraviesen la barrera hematoencefálica", señaló Don Rosato. "Es un problema en el que están trabajando los investigadores, pero todavía no saben cómo resolverlo".

Independientemente de estas dificultades, no hay duda de que los dirigentes de la industria de los materiales plásticos están recibiendo la nanotecnología con los brazos abiertos.