Polímeros funcionales - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos

Los polímeros son conocidos históricamente por sus propiedades como aislantes, sin embargo en la década de los setenta algunos profesores descubrieron que algunos polímeros son capaces de conducir electricidad. El último medio siglo se ha definido como la época de los polímeros y elastómeros , pero también como la de los semiconductores y la microelectrónica. El aspecto común de estos polímeros funcionalizados es la reversibilidad y la presencia del doble enlace de carbono y la capacidad de conducir la corriente eléctrica, sin ningún tipo de aditivos o carga (como grafito, metales en polvo etc.)

Los polímeros conductores, son polímeros orgánicos que combinan las propiedades de los polímeros tradicionales, como son las buenas propiedades mecánicas (ligereza, flexibilidad y moldeabilidad), bajo coste y la buena procesabilidad de los plásticos, con una de las propiedades más importantes de los metales, como es la conductividad eléctrica, (son tan buenos conductores de electricidad que reciben el nombre de metales sintéticos), y las propiedades ópticas de los metales. A estas ventajas, hay que añadir, además, la versatilidad química de estos materiales, gracias a la cual se pueden modificar sus propiedades mediante síntesis química.

Desde un punto de vista químico, un polímero funcionalizado se puede definir, como un compuesto con grupos funcionales específicos, que es capaz de participar en diferentes procesos químicos sin sufrir degradación.  El aspecto común de estos polímeros funcionalizados es la reversibilidad y la presencia del doble enlace de carbono conjugado , y cuantos más dobles enlaces tenga, mayor será la conductividad del polímero. La elección del método químico y la correcta planificación de las metodologías de trabajo a seguir, aseguran el éxito de los resultados.

Por lo tanto, se han producido otros compuestos tales como politiofenos, hipolipirroles, poliparafenilenos y poliparafenilenovinilenos que ya se utilizan como LED orgánicos. El polipropileno fenilenvinileno es un polímero conductor que emite luz con una estimulación eléctrica igual a 1.5 V con más de 2000 horas de vida media Algunos de estos compuestos parecían ser muy prometedores en el campo de la electrónica, porque su bajo valor de brecha (hasta 1eV) hubiera evitado la necesidad de dopaje; desafortunadamente, sin embargo, la conformación tridimensional de la cadena única no permitió la superposición de los orbitales π, indispensables para la conducción eléctrica. Otros, por otro lado (poliacetileno, politiofenos y polipirroles) no son solubles y, en consecuencia, no son muy viables. En un nivel práctico, el poliacetileno no es muy útil ya que es se degrada en menos de diez minutos, no está dopada homogéneamente y presenta saltos electrónicos transversales; Por lo tanto, su función sigue siendo científica-didáctica, solo útil para comprender el mecanismo de conducción en los polímeros. Además, en el poliacetileno, la conductividad inter-conductora e inter-conductora, además de la conductividad inter-cadena, ha abandonado la idea de crear cables sin envolturas protectoras. Para superar este problema se añaden cadenas de alquilo que, por razones antrópicas, evitan este obstáculo. Otros polímeros, como el polietilendioxitiofeno, se utilizan como antiestáticos para recubrir las películas fotosensibles, u otros son el revestimiento antirradar para aviones invisibles.

Los actuadores

Dos láminas poliméricas se pegan juntas, de las cuales solo un conductor; Al dopar y eliminar el material aplicando la corriente, se obtiene la flexión. de láminas poliméricas; Por lo tanto, este movimiento puede ser explotado para la construcción de cintas transportadoras.

Se pueden obtener diodos orgánicos de emisión de luz que pueden emitir luz solo cuando están en contacto con diferentes sustancias; actualmente se utilizan como narices artificiales para probar vinos, o el contenido de amoníaco en los envases de poliestireno. Su uso es como analizador de temperatura o analitos biológicos.

Representan competidores cada vez más útiles de chips de silicio. Actualmente se utilizan en chips equipados con un microtransmisor de bajo numero de transistor,

Las espectaculares propiedades eléctricas y ópticas de estos polímeros, de origen orgánico, han generado una dedicación intensa de químicos, físicos y tecnólogos en los últimos años con el fin de sintetizar este tipo de materiales, estudiar sus propiedades y aplicarlos industrialmente. Son muchas las aplicaciones: células solares, transistores orgánicos, fotodiodos, pantallas de teléfonos móviles y televisores de pequeño formato y blindajes electromagnéticos, por citar sólo algunas.