4. El desarrollo tecnológico. Sus aplicaciones

Las exigencias de la sociedad industrial del siglo XXI están estimulando la búsqueda de materiales. Las cerámicas constituyen el mejor ejemplo de materiales que han dado a los investigadores muchas más decepciones que alegrías. Se trata de materiales fáciles de moldear que tras ser sometidos a cocción adquieren una gran dureza y resistencia al calor. Las arcillas son los materiales cerámicos por excelencia, se utilizan como: ladrillos, azulejos, etc...

- La industria automovilística ha diseñado prototipos de motores de cerámica, pero no han sido válidos porque son incapaces de pasar la fase de producción en masa.

- La industria aeronáutica es una de las principales demandantes de nuevos materiales. Metales como el titanio fueron esenciales para fabricar los primeros aviones supersónicos; hoy día, los materiales compuestos dan como resultado un material nuevo, cuyas propiedades son superiores a la suma de los materiales originales, esta ingeniería se le denomina sinergia.

Este esfuerzo de investigación está siendo orientado al desarrollo de ``composites´´ a partir de diferentes tipos de polímeros. La famosa fibra de carbono, por poner un ejemplo, es un material compuesto que se sintetiza a partir de un polímero, llamado poliacrilonitrilo y un polímero adhesivo. La extraordinaria resistencia de las fibras de carbono, que puede llegar a ser mayor que la del acero, justifica su coste.

4.1 Moléculas a la carta: fullerenos y nanotubos 

El carbono es uno de los elementos más abundantes del planeta y componente básico de la química de la vida.

Existe una propiedad natural llamada alotropía, que consiste en que un mismo elemento o compuesto puede presentar propiedades diferentes según la disposición de sus átomos o moléculas; como por ejemplo el oxígeno o el óxido de silicio.

Fullereno

El carbono presenta dos formas alotrópicas en la naturaleza: la más común el grafito, la más rara al igual que apreciada, el diamante (¿sabías que los átomos de carbono que forman el diamante tienen una estructura cristalina que le confiere una dureza extraordinaria, formada por trillones de átomos de carbono?).

La ciencia está en disposición de sintetizar nuevas formas alotrópicas de carbono. En 1985 fue descubierta una molécula que fue llamada futboleno,  pronto fue conocida como buckminster fullereno. En poco  tiempo surgió toda una familia de moléculas basadas en la combinación de pentágonos y hexágonos, denominadas ``fullerenos´´.

Laboratorios de todo el mundo se lanzaron a desarrollar estos nuevos materiales. Ya en 1990, estaban en condiciones de sintetizar pequeñas porciones de fullerenos.

Algunas de sus propiedades: se pueden polimerizar, se pueden inscribir uno dentro de otro y es posible sustituir algunos de sus átomos de carbono por otros elementos, obteniéndose los llamados heterofullerenos.

Nanotubo

Hoy día, se quiere lograr resultados igualmente satisfactorios con los pseudofullerenos, moléculas con estructuras semejantes pero obtenidas a través de otras sustancias químicas.

Debido a que aún no se han encontrado un método para producirlos a escala industrial, así que estos no tienen función práctica en la actualidad.
Las facultades del carbono no acaban ahí. Si se eliminan los enlaces que establecen pentágonos y únicamente dejamos en lugar los hexágonos, el carbono no forma fullerenos, que pueden enrollarse en los llamados nanotubos. Si se consiguiera un proceso eficiente, podríamos crear fibras de nanotubos de la longitud que quisiéramos Como resultado obtendríamos un material miles de veces más fuerte que el acero, pero infinítamente más ligero.