El plástico tiene una mala reputación. Sí, la sociedad lo ha manejado incorrectamente, ya que las corporaciones bombean productos de un solo uso que terminan en nuestros océanos. Pero como material en sí mismo, el plástico es maravilloso: ligero, fuerte, moldeable. El plástico permitió el desarrollo de aviones y electrónica. Y se necesita muy poca energía para producir, a diferencia del vidrio o el acero.

Es por eso que la nueva investigación del MIT, que acaba de ser publicada en la revista Nature, es tan emocionante. El equipo desarrolló una forma completamente nueva de plástico doblado 2DPA-1. Es dos veces más fuerte que el acero bajo pruebas de carga, con solo un sexto de la masa del material. Es capaz de conducir electricidad y bloquear gas. En última instancia, el material tiene implicaciones para todo, desde cómo construimos los aparatos que tenemos en nuestras manos hasta los edificios en los que vivimos, porque las patentes detrás de 2DPA-1 ya están siendo licenciadas por empresas privadas.

Para entender por qué el 2DPA-1 es tan avanzado, llamé a Michael Strano, profesor de ingeniería química del MIT y autor principal del artículo, quien realizó una lección rápida de química.

Cuando miras los polímeros, es decir los plásticos, a escala molecular, verás un lío de moléculas onduladas que él compara con los espaguetis. En sí mismos, estos garabatos tienen fuerza. Las brechas entre ellos son lo que es débil. Esas brechas son un punto de ruptura, pero también son porosas, permitiendo el paso de gas. Por eso puedes oler la cena de anoche a través de una bolsa de plástico.

"Piensa en un plato de espaguetis: la salsa va muy adentro", dice Strano.

2DPA-1, por otro lado, ordena sus polímeros como discos planos en lugar de espaguetis 3D. Dispuestos como una hoja de papel de una molécula de espesor, estos discos se vinculan entre sí con el enlace molécula a molécula más fuerte de la naturaleza: el enlace de hidrógeno. Pero no es necesario entender realmente la ciencia para apreciar la comparación de las citas aéreas de Strano: Es "Kevlar 2D", dice. Kevlar, primo químico de 2DPA-1, es mejor conocido por su uso en chalecos antibalas.
Sin embargo, las propiedades mecánicas de 2DPA-1 son solo emocionantes porque el material también es relativamente práctico de producir. Para cualquiera que siga la ciencia de materiales de cerca, el 2DPA-1 ultra fuerte podría sonar mucho como el grafeno, otro material bidimensional que acapara titulares y que muestra rasgos que suenan imposibles. Pero las limitaciones del grafeno están en escalar el material del laboratorio. Con pocas excepciones, se genera en hornos de alta temperatura -estamos hablando de temperaturas que pueden correr 1.800 grados Fahrenheit- directamente sobre la superficie de un objeto.

"No es una forma de producir materiales a granel", dice Strano. "[Con 2DPA-1] lo pones en un vaso a temperatura ambiente y podemos hacer kilogramos de esta cosa." En otras palabras, las condiciones que necesita para hacer 2DPA-1 es similar a la fabricación de la mayoría de los otros plásticos. Solo tiene que empezar con un monómero (en este caso, Strano utiliza melamina como se encuentra en los platos) y añadir algunos disolventes químicos para hacer láminas delgadas de 2DPA-1.

En teoría, puede apilar estas hojas una y otra vez para hacer materiales de construcción ultra ligeros y fuertes que pondrían al acero en aprietos. Puedes enrollarlos en tubos diminutos, luego mezclarlos en otros plásticos para hacer compuestos como la fibra de carbono (que el equipo de Strano ya ha demostrado). Pero las implicaciones comerciales más inmediatas para 2DPA-1 son como revestimiento de barrera, según Strano.

Pintamos todo, desde nuestros coches hasta nuestros hogares, para evitar la oxidación, el óxido y la degradación que ocurre cuando un material se une con el oxígeno en nuestro aire. Pero debido a que el 2DPA-1 puede bloquear los gases, "resulta ser una muy buena barrera", dice Strano. Esas barreras podrían venderse en forma de pinturas o revestimientos industriales. También podrían hacer su camino en formulaciones para productos como bolsas de estilo ziplock, que, según las notas de Strano, podrían utilizar mucho menos material, de manera más efectiva, con 2DPA-1.

En otras palabras, un plástico mejorado podría permitirnos usar menos plástico para algunos de los mismos productos. Strano también señala que, ya que el Kevlar molecularmente similar es reciclable, 2DPA-1 debe ser también. Por eso, en el horizonte, se pueden ver dos direcciones simultáneas para la industria del plástico. Por un lado, tenemos plásticos súper fuertes (como 2DPA-1) para usos permanentes como edificios, que pueden superar a los materiales como el acero mientras reducen su huella de carbono. Por otro lado, tenemos otros tipos de plásticos ultra compostables de origen natural, que se pueden desechar sin sentimiento de culpa.

Artículo traducido de Fast Company
Artículo científico en el que se basó: https://doi.org/10.1038/s41586-021-04296-3

Organización: 
Artículo de información: Fast Company Artículo científico: Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts
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