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El Kevlar, el material de gran resistencia ahora estable

Universidad del País Vasco
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Itxasne Azpitarte. Imagen: UPV
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El Kevlar es un polímero de gran resistencia, que gracias a su ordenada estructura cristalina, tiene una resistencia y tenacidad mayor incluso que el propio acero, por lo que tiene múltiples utilidades, entre las que se encuentran diferentes aplicaciones críticas, como la fabricación de cascos, guantes y ropas de seguridad, chalecos antibalas y neumáticos resistentes a los pinchazos.

La mayor parte de los polímeros de gran resistencia, sin embargo, son muy sensibles frente a la luz ultravioleta y las altas temperaturas, y dado que sus aplicaciones son para uso en exterior, deben ser protegidos de la luz solar.

La estrategia más utilizada suele ser recubrirlos de resina u óxidos metálicos, pero eso hace aumentar el peso del polímero y pierda elasticidad.

Con la intención de buscar otro tipo de solución a esa realidad, la química Itxasne Azpitarte Irakulis recurrió a la hibridación del Kevlar con otro material, en una investigación puesta en marcha con el laboratorio LABQUIMAC de la Universidad del País Vasco (UPV): “En la naturaleza existen biomateriales con esa estructura, con fracciones inorgánicas intercaladas en matrices orgánicas“.

Siguiendo esa vía, tomó las fibras de Kevlar como matriz orgánica, y las hibridó con óxido de zinc. La hibridación dio lugar a “una fase intermedia entre los dos materiales, en la que ambos aparecen mezclados, y además creamos un recubrimiento de óxido de zinc de unos pocos nanómetros de grosor alrededor de la fibra de Kevlar. Vimos que las fibras de Kevlar híbridas resultantes presentan una estabilidad mayor frente a la luz ultravioleta y la temperatura, y dado que el recubrimiento es de escala nanométrica, el polímero no adquiere un peso extra“, explica la investigadora.

Para realizar la hibridación, además, siguieron una técnica no muy habitual: “los compuestos químicos que queríamos intercalar en el polímero los teníamos en fase gaseosa, por lo que  se introdujeron en los poros naturalmente presentes en el polímero, y crearon enlaces químicos con las moléculas del interior; es decir, se produjo su infiltración. Y alrededor, como ya hemos citado, formamos el recubrimiento mediante varias capas de óxido de zinc“, describe la doctora Azpitarte.

Aunque mejoramos las propiedades térmicas y la sensibilidad hacia la luz ultravioleta, el polímero se vio ligeramente debilitado, debido a que el óxido de zinc reacciona con la luz ultravioleta“, comenta la investigadora. Para ello continuaron utilizando el óxido de zinc para realizar la infiltración, pero para el recubrimiento recurrieron a otro óxido metálico, el óxido de aluminio. “Esa combinación fue la que nos permitió superar completamente la sensibilidad hacia la luz ultravioleta, mejorar la sensibilidad hacia la temperatura, y, además, no perder propiedades mecánicas“, continúa.

Fuente: UPV

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