El 'nanopegamento' molecular

En el mundo de la ciencia, así como en la vida misma, no es nada extraño que los hallazgos más importantes aparezcan por casualidad. El último ejemplo de ello nos lo acaba de proporcionar un grupo de investigadores con sede en Estados Unidos, que estaba estudiando las propiedades de unas diminutas cadenas de átomos, denominadas nanocapas, y se ha encontrado por azar con un poderosísimo pegamento, capaz de unir incluso a altísimas temperaturas materiales normalmente incompatibles entre sí.

El descubrimiento, que se publica en Nature, consiste en convertir a estas moléculas en un inigualable pegamento al emparedarlas entre una capa de cobre y otra de sílice (el mineral del que está formado el cuarzo). El logro es importante porque proporcionará un adhesivo robusto y fiable para el diseño de componentes electrónicos microscópicos.

Las nanocapas (llamadas así porque se miden en nanómetros, que son la millónesima parte de un centímetro) funcionan como minúsculas cadenas con un potente garfio en cada uno de sus extremos: con uno de ellos agarran la superficie de sílice y con el otro, la del cobre. De este modo, forman una suerte de sándwich molecular con ambas superficies, y ellas multiplican su capacidad adherente al quedar protegidas por estos materiales.

Las nanocapas ya se usan para crear barnices anticorrosivos, lubricantes o endurecer compuestos frágiles, pero hasta ahora tenían una importante limitación: por encima de los 350º o 400º C se vuelven demasiado inestables, a no ser, como en este caso, que hayan quedado emparedadas entre dos materiales. De esta forma, las cadenas de átomos no sólo mantienen su estructura, sino que sus propiedades adhesivas van en aumento con el calor, con lo que se convierten en un inigualable pegamento microscópico.

Así lo acaba de descubrir un equipo de investigadores del Instituto Politécnico Renssealer, en EE.UU., liderado por el catedrático de Ingeniería y Ciencia de Materiales Ganapathiraman Ramanth. «Cuanto más lo calientas, más fuertes se vuelven las junturas. Cuando empezamos con ello, no me podía imaginar que las moléculas pudieran comportarse así», recordó Ramanth en un comunicado de prensa.

Los descubridores del nuevo pegamento llevaban años trabajando con nanocapas con el fin de aumentar la consistencia y fiabilidad de componentes electrónicos, pero recientemente se dieron cuenta de que también servía para unir con fuerza dos materiales distintos. Cuando emparedaron las moléculas entre sílice y cobre, esperaban potenciar su poder adhesivo, pero fue una auténtica sorpresa que éste creciera aún más con el calor.

Los investigadores prevén en su artículo que el nuevo sistema, cuya patente ya están tramitando, tendrá una gran variedad de aplicaciones en el futuro, en especial siempre que se requiera crear mecanismos electrónicos a escala molecular y a muy altas temperaturas. En realidad, ya se comercializa un producto similar para varios usos, pero el método de Ramanth y su equipo aumenta de cinco a siete veces su potencia como pegamento y en cientos de grados su resistencia al calor.

Una de las utilidades previstas para las nanocapas, que pueden fabricarse a muy bajo coste, es la de actuar como revestimiento para las turbinas y motores de los aviones, o incluso para componentes de reactores nucleares. Las cadenas moleculares están compuestas por átomos de silicio, sulfuro, carbono e hidrógeno, y poseen la propiedad de autoensamblarse.

Fuente: miod.