Polímeros

La mayoría de nosotros sabe algo sobre moléculas y átomos: las moléculas, compuestas de átomos, son los bloques constituyentes de todo lo que nos rodea. Esto es cierto, hasta cierto punto. Pero muchos materiales consisten en moléculas gigantes formadas por miles de moléculas pequeñas unidas en largas cadenas. Estos materiales se denominan polímeros.



Poli significa “muchos”. Las cadenas poliméricas son una especie de líneas de baile en una fiesta gigantesca. Normalmente contienen unidades estructurales que se repiten, llamadas monómeros. Puesto que las cadenas de un material polimérico tienen diferentes longitudes (aunque hay un promedio típico para cada material), no hay fórmulas específicas para los polímeros. En su lugar, los científicos describen las unidades que forman las cadenas.

Los polímeros están en todas partes, incluido nuestro cuerpo. Las proteínas que forman los cabellos, los músculos, los tendones y la piel son polímeros; constan de largas cadenas de aminoácidos. Los enzimas, que actúan como catalizadores en varios procesos corporales, son proteínas. Un ejemplo es la lactasa, que ayuda al cuerpo a descomponer la lactosa. La insulina es también una proteína. Cómo construye el cuerpo las proteínas es del máximo interés para los investigadores. La producción sintética de insulina por ejemplo, podría ser muy beneficiosa para aquellos que sufren de diabetes.

El proceso por el que se crea un polímero se denomina polimerización. Hay básicamente dos tipos de polimerización: la polimerización por condensación y la polimerización por adición. Son lo que indican sus nombres. Cuando un polímero se forma mediante polimerización por condensación, pequeñas moléculas de agua u otros materiales son expulsadas mientras se forma el polímero. Cuando un polímero se forma mediante polimerización por adición, todas las moléculas pequeñas entran en las cadenas, sin pérdida de materiales. Las cadenas de la mayoría de los polímeros por condensación contienen de 5.000 a 30.000 moléculas pequeñas, mientras que las cadenas de la mayoría de los polímeros por adición contienen de 20.000 a varios millones de moléculas pequeñas.

La mayor parte de la investigación sobre polímeros se centra en las formas de mejorar los polímeros naturales y crear polímeros sintéticos. El caucho es un polímero bien conocido que existe en forma natural, enriquecida y sintética. El caucho consta de largas y serpenteantes cadenas que permanecen en arrollamientos aleatorios cuando están en una posición de reposo. Cuando el caucho es estirado, las cadenas se desenrollan para formar una configuración ordenada. Cuando se suelta, las cadenas vuelven a su configuración enrollada. Eso es lo que da al caucho su elasticidad. El caucho natural procede de los árboles. En 1839, Charles Goodyear descubrió que calentando el caucho natural con azufre se conseguía que las cadenas se uniesen unas a otras, haciendo un caucho más fuerte, llamado caucho vulcanizado. Con el tiempo, los químicos desarrollaron cauchos totalmente sintéticos con aún mayor elasticidad y resistencia.

Muchos químicos de polímeros trabajan en la creación de fibras sintéticas. Los materiales fibrosos, tanto naturales como sintéticos, constan de haces de cadenas enrolladas unas en torno a otras. La mayoría de las fibras sintéticas son polímeros orgánicos, es decir, contienen átomos de carbono (La química orgánica, el terror de los estudiantes que se preparan para la carrera de medicina en todas partes, es la química del carbono). Quizá la fibra sintética con peor fama es el poliéster. Toda esa ropa de andar por casa que se niega a arrugarse es un regalo de los químicos de polímeros. Sin embargo, antes de rechazar el poliéster a favor de fibras más “naturales”, tales como el algodón, tenga en cuenta que el material más abundante utilizado para hacer el poliéster (y el acrílico y el nailon) es el petróleo. Ropas hechas de petróleo no suenan muy románticas, pero son “naturales”.