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Ciencia de los
Materiales
Nácar Artificial
30
de Mayo de 2003.
 El
blanco y brillante material que da forma a las perlas que encontramos
dentro de algunas conchas marinas, además de belleza, tiene interesantes
propiedades físicas que lo hacen científicamente atractivo. Por eso,
gracias a un dispositivo robótico, los investigadores han creado nácar
artificial que podrá utilizarse para un gran número de aplicaciones,
como la construcción de piezas ligeras para aviones o reemplazos óseos.
El material desarrollado ha sido trabajado a escala nanométrica, por
capas, y reproduce muchas de las propiedades del nácar natural, incluida
la iridiscencia. El equipo de científicos que ha participado en la
experiencia, encabezado por Nicholas Kotov, de la Oklahoma State
University, describe su método en un reciente artículo publicado en
Internet. La creación del material se basa en alternar capas de arcilla
con otras de un tipo de polímero llamado polielectrolito.
El nácar natural debe mucho de su fortaleza y flexibilidad a su
estructura interna, parecida a la de una pared de ladrillos. Las capas
de proteína de apenas unos nanómetros de espesor actúan como “cemento”,
mientras que el carbonato cálcico es la materia prima de los minúsculos
“ladrillos”, que proporcionan dureza.
En el nácar artificial, los “ladrillos” son plaquetas de arcilla
cargadas negativamente llamadas montmorillonita, y el “cemento”, un
polielectrolito cargado positivamente llamado PDDA. Las cargas opuestas
ayudan a que los dos componentes se unan firmemente entre sí, formando
la estructura de nácar.
El uso de montmorillonita tiene varias ventajas sobre otros materiales,
como el talco, porque posee la habilidad de dispersarse fácilmente en el
agua, mientras que el PDDA tiene una alta afinidad con las arcillas.
Unos enlaces iónicos mantienen las cadenas de polímeros sujetas entre sí
de una forma especial, manteniendo la flexibilidad y la dureza. Tales
enlaces absorben energía cuando el nácar artificial es deformado. Si se
rompen, pueden reformarse cuando la tensión desaparece.
Para crear el nácar artificial se emplea un dispositivo robótico capaz
de depositar una a una las capas necesarias que dan forma al material.
Cada capa, en promedio, tiene un espesor de 24 nanómetros.
Gracias a sus propiedades, el resultado puede aplicarse en diversos
campos. Por ejemplo, para fabricar armaduras o sustratos biocompatibles
para el crecimiento de tejidos humanos u órganos.
Información adicional en:
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