MATERIALES

INVENTOS: MATERIALES

  • Inventos: Materiales // Foto: © David Trood / gettyimages.de Inventos: Materiales // Foto: © David Trood / gettyimages.de
    Karl Ziegler, 1898–1973, químico y Premio Nobel


    “Comencé como un inmigrante que se abre paso en un país desconocido.”


    Karl Ziegler suele describir la obra de toda su vida como un largo viaje de final incierto. El país extranjero que investiga es la química entre metales y compuestos de carbono. Sus trabajos permiten la fabricación en serie de plásticos como el polietileno y el polipropileno. En 1963, obtiene por ello el Premio Nobel de Química.
    Inventos: Materiales // Foto: © David Trood / gettyimages.de


    LA GOMA DEL CAMPO

    Los trajes de buceo, los neumáticos, las juntas de goma... Más de 40.000 productos de la vida cotidiana contienen caucho. Este se obtiene de forma tradicional de la savia de la hevea, el árbol del caucho. Sin embargo, como estos árboles crecen sólo en el clima tropical, el químico alemán Fritz Hofmann desarrolla, ya durante la Primera Guerra Mundial, un caucho sintético. Actualmente, el caucho (y, por tanto, también la goma) se fabrica, la mayoría de las veces, a partir de productos del petróleo.

    Pero también hay otras fuentes que tienen potencial: por ejemplo, el diente de león ruso cuya savia también contiene caucho. En estos momentos, los investigadores del instituto Fraunhofer construyen, junto con el fabricante de neumáticos Continental, unas instalaciones piloto para obtener grandes cantidades de caucho procedente del diente de león.
    » Vídeo (en alemán) “El caucho natural procedente del diente de león”


    El diente de león ruso (Taraxacum kok-saghyz) proporciona caucho natural

    Pronto, los neumáticos podrían ser el primer producto industrial procedente del diente de león

      EL ACERO HECHO A MEDIDA

      No todos los aceros son iguales. Una turbina debe soportar otras fuerzas diferentes a las de la carrocería de un coche o las del pilar de un puente. Para que los elementos constructivos estén a la altura de los requisitos concretos, se necesitan aceros especiales. Ya existen 2.500 tipos diferentes.

      El componente principal siempre es el hierro y cuando se le añaden otros elementos (manganeso, níquel o cromo), el acero adquiere sus propiedades especiales: por ejemplo, se vuelve más ligero, más sólido o se puede dilatar mejor. Con la ayuda de programas informáticos, los científicos pueden simular y optimizar con antelación dichas propiedades. Gracias a esto, las turbinas se vuelven más duraderas, los aviones más ligeros y los coches más seguros.

      Hasta hace poco, incluso los especialistas creían que en el ámbito del desarrollo del acero ya estaba todo prácticamente visto; sin embargo, los innovadores aceros de los investigadores alemanes de materiales demuestran todo lo contrario.


      Las aleaciones con diferentes aditivos mejoran las propiedades del acero

      Hoy en día, se optimiza el acero para cualquier uso, por ejemplo, para las turbinas de los aviones

        EL CARBÓN DE SERIE

        Los cascos, las bicicletas, las raquetas de tenis, pero también los aviones y los coches de Fórmula 1 deben ser lo más ligeros posible sin dejar de ser resistentes. Con plásticos reforzados con fibra de carbono (cuyas siglas en alemán son CFK) esto se convierte en realidad. La desventaja era que, hasta ahora, muchas fases del trabajo debían hacerse a mano y eso encarecía el producto.

        Pero, en la actualidad, ciertos investigadores alemanes de materiales están colaborando con especialistas de la industria automovilística en la creación de nuevos procesos de producción que abaratan considerablemente el CFK. Las máquinas que han creado pueden trenzar las fibras, darles forma e impregnarlas de resina. Las piezas listas sólo pesan la mitad de lo que pesarían si fueran de acero, son resistentes a los impactos y no se oxidan. Un material ideal con el que trabajar en aviones y coches de bajo consumo, ya que cuando baja su peso, también lo hace su consumo de combustible.


        Los nuevos procesos de producción abaratan los plásticos reforzados con fibra de carbono

          EL “EFECTO LOTO”

          Los pétalos del loto siempre están limpios. Por eso, en muchas religiones, esta planta es símbolo de absoluta pureza. Este mito tiene una explicación científica: el agua no puede mojar los pétalos del loto, por lo que se convierte en gotas inmediatamente y se lleva consigo la suciedad. En los años 70, el botánico alemán Wilhelm Barthlott averiguó por qué sucedía esto: la superficie de los pétalos del loto no es lisa, sino que está cubierta de microestructuras.

          Actualmente, los investigadores sacan partido de este “efecto loto” para desarrollar superficies especiales que repelan el agua, el aceite e incluso la sangre. El objetivo de los científicos es lograr células solares autolimpiables, cristales de ventana que repelan la suciedad y máquinas cardiopulmonares especialmente efectivas.


          El agua no encuentra sustento alguno sobre los pétalos de la flor de loto

          Las nanopinturas utilizan el “efecto loto”: el agua forma gotas que se llevan la suciedad consigo

            LA ROPA POLIFACÉTICA

            La chaqueta para bomberos con electrónica integrada (desarrollada en un proyecto de investigación del gobierno federal alemán) sabe hacer muchísimo más que resistir el calor extremo. En plena acción, informa de manera fiable sobre la posición del bombero, su frecuencia cardiaca y su temperatura corporal. Y, en caso de que fuera necesario, esta chaqueta inteligente daría la voz de alarma al control de operaciones para que pudiera mandar ayuda.

            Pero esta eficiente ropa no sólo es útil en situaciones de emergencia: una camiseta inteligente para hacer ejercicio (en la que trabajan varios investigadores del instituto Fraunhofer) mide la respiración y el pulso. De este modo, el deportista puede optimizar su entrenamiento.


            La ropa “inteligente” puede salvar vidas

              EL OMNIPRESENTE PLÁSTICO

              Coches de juguete, cubos de limpieza, tubos, bolsas de basura, implantes médicos... Desde el producto de tecnología punta hasta el objeto más cotidiano: el polietileno es el plástico más usado. Es extremadamente resistente, ni siquiera las sustancias agresivas logran corroerlo y aguanta las oscilaciones bruscas de temperatura.

              En 1953, el investigador del instituto Max Planck Karl Ziegler descubre cómo se puede fabricar polietileno de forma rápida y económica: a temperatura ambiente y con una presión atmosférica normal, el gas etileno se convierte en polietileno cuando se le añaden determinados complejos de metales (los catalizadores Ziegler-Natta). Sólo tras este descubrimiento se crean las condiciones propicias para su fabricación en serie. En cambio, la resistencia del polietileno tiene también sus desventajas: las bolsas de plástico contribuyen al auge de los vertederos de basura y contaminan el medio ambiente en todo el mundo. Hasta que, por ejemplo, una bolsa de la compra se descomponga pueden pasar varios cientos de años.


              El Premio Nobel de Química en 1963: El rey Gustavo VI Adolfo de Suecia felicita a Karl Ziegler (a la derecha)