• Author / Uploaded
• Dennys Macas

Citation preview

“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”

INGENIERIA DE MATERIALES TEMA: APLICACIÓN DE LOS POLIMEROS EN LA INGENIERÍA MECATRÓNICA PROFESOR: Enrique Arturo De la Cruz Sosa CARRERA: Ing.

Mecatrónica

Integrantes:      

ABARCA EUGENIO ARNOL BRUNO ADRIANO ERALDO ÑAUPA CÓRDOVA RUBEN OLIVERA IBARRA DULIO PARIONA ZAPAICO JOSE TERREROS MIGUEL GEORGE

Sección: AI1001 Huancayo-Perú 2015

ORGANIZACIÓN DEL GRUPO

Para la realización del trabajo monográfico se realizaron las siguientes tareas: 1) realizar un resumen de la investigación sobre el tema de aplicaciones de polímeros en la ingeniería Mecatrónica 2) proponer un índice para el trabajo monográfico. 3) Nos reunimos tres veces: para la entrega de la investigación, para la entrega del índice y para la asignación de la realización de la monografía.

INTEGRANTES

RESPONSABILIDAD ASIGNADA   

1

Abarca Eugenio, Arnol





2

Bruno Adriano, Eraldo

     

3

Ñaupa Córdova, Ruben

Olivera Ibarra, Dulio



  

VALORACIÓN DEL INTEGRANTE

Elaboración de la introducción. Recopilación de información de los polímeros. Envió del resumen de la parte que expondrá. Realizar el resumen de la monografía

Cumplió con todo el trabajo que se le asigno con la información necesaria pero con una pequeña demora, asistió a todas las reuniones. NOTA: 9

Responsable del grupo Recopilación de información aplicaciones de los polímeros en la ingeniería Mecatrónica. Envió del resumen de la parte que expondrá. Envió del índice y la monografía al profesor Dar formato a toda la monografía. Elaboración de la introducción. Investigar y elaborar sobre aplicaciones generales de los polímeros. Envió del resumen de la parte que expondrá. Colaborar con ideas para las conclusiones.

Cumplí de manera responsable en la entrega del trabajo y lo designado. Di el formato a la monografía y asistí todas las reuniones. Y corregí muchos errores de la monografía NOTA: 8

Encargado de la organización de la diapositivas. Envió del resumen de la parte que expondrá. Colaborar con ideas para las conclusiones.

Cumplió con todas las actividades con una demora en la entrega del trabajo asignado. Asistió a todas las reuniones. NOTA: 8

 

Asistió a todas las reuniones Solo presento unas tres veces su informe de investigación, pero



 

4

Pariona Zapaico, Jose

Terreros Miguel, George

 





Investigar sobre la nanotecnología y nanopolimeros

Recopilación de información sobre las aplicaciones de los polímeros en la biomédica Envió del resumen de la parte que expondrá. Enviar de sus diapositivas Elaboración del índice

Encargado del cuestionario, entrevista y elaboración del video sobre las aplicaciones de los polímeros en la ingeniería Mecatrónica. La entrevista se realizara al Ingeniero Celso Casaño, coordinador de la carrera de Ing. Mecatrónica.

de forma inaceptable.se le pidió mejorar y no quiso al final decidió retirarse del grupo por su propia cuenta Nota: 0 Cumplió con las actividades designadas para el trabajo brindando información de su tema, Solo con un poco de demora. NOTA:8

No me presentó el video hasta la hora del envió del informe Nota: 0

APLICACIONES DE LOS POLIMEROS EN LA INGENIERIA MECATRONICA INDICE 1. CAPITULO I ( DEFINICION, ESTRUCTURA Y COMPOSICION) 1.1. DEFINICIONES. 1.2. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN. 1.2.1. ESTRUCTURA MOLECULAR 1.2.2. LA ESTRUCTURA SUPRAMOLECULAR. 1.2.2.1. EL ESTADO AMORFO. 1.2.2.2. EL ESTDO CRISTALINO. 1.2.3. ARQUITECTURA DE CADENA. 1.2.3.1. POLIMEROS LINEALES. 1.2.3.2. POLIMEROS RAMIFICADOS. 1.2.3.3. POLIMEROS ENTRECRUZADOS. 1.2.3.4. POLIMEROS ESTRELLA. 1.2.3.5. POLIMEROS PEINE. 1.2.3.6. POLIMEROS ESCALERA. 1.2.4. COMPOSICION QUIMICA. 2. CAPITULO II: CLASIFICACION Y PROPIEDADES DE LOS POLIMEROS. 2.1. PROPIEDADES. 2.1.1. PROPIEDADES MECANICAS. 2.1.1.1. LA TENSION. 2.1.1.2. LA FLEXION. 2.1.1.3. LA DUREZA. 2.1.2. PROPIEDADES FISICAS. 2.1.2.1. LA DENSIDAD. 2.1.3. PROPIEDADES REOLOGICAS. 2.1.3.1. DISTRIBUCION DE PESOS MOLECULARES (DPM). 2.1.3.2. INDICE DE FLUIDEZ (IF). 2.1.4. PROPIEDADES TERMICAS. 2.1.4.1. LA CRISTALINIDAD. 2.1.5. PROPIEDADES QUIMICAS. 2.1.5.1. CRISTALINIDAD POLIMERICA. 2.2. CLASIFICACION. 2.2.1. DE ACUERDO A SU ORIGEN 2.2.1.1. POLIMEROS NATURALES. 2.2.1.2. POLIMEROS SINTETICOS. 2.2.1.3. POLIMEROS SEMISINTETICOS. 2.2.2. SEGÚN SUS PROPIEDADES FISICAS. 2.2.2.1. TERMOESTABLES. 2.2.2.2. ELASTOMEROS. 2.2.2.3. TERMOPLASTICOS. 2.2.2.4. RESINAS. 2.2.2.5. FIBRAS 2.2.3. SEGÚN SU PROCESO DE OBTENCION. 2.2.3.1. POR CONDENSACION. 2.2.3.2. POR ADICION. 2.2.4. SEGÚN SUS MONOMEROS. 2.2.4.1. HOMOPOLIMEROS. 2.2.4.2. COPOLIMEROS.

2.2.5. SEGÚN LA ORIENTACION DE SUS MONOMEROS. 2.2.5.1. POLIMEROS LINEALES. 2.2.5.2. PPOLIMEROS RAMIFICADOS. 2.2.6. CLASIFICACION QUIMICA DE LOS POLIMEROS. 2.2.6.1. POLIMEROS HETEROCADENA. 2.2.6.2. POLIMEROS HOMOCADENA. 2.2.7. SEGÚN EL NÚMERO DE UNIDADES REPETITIVAS. 2.2.7.1. HOMOPOLIMERO. 2.2.7.2. POLIMERO. 3. CAPITULO III: LOS POLIMEROS Y SUS APLICACIONES GENERALES. 3.1. APLICAIONES DE LOS POLIMEROS. 3.1.1. PLASTICOS. 3.1.1.1. POLIMERO TERMOPLASTICO FLUROCARBONOS. 3.1.1.1.1. POLIETILENO. 3.1.1.1.2. VINILO. 3.1.1.2. POLIMEROS TERMOESTABLES. 3.1.1.2.1. EPOXIS 3.1.1.2.2. POLIESTERES. 3.1.2. ELASTOMEROS. 3.1.2.1. POLIISOPRENO NATURAL. 3.1.2.2. POLISILOXANO. 3.1.3. FIBRAS. 3.2. POLIMEROS EN RECUBRIMIENTO. 3.3. POLIMEROS USADOS COMO ADHESIVOS. 3.4. POLIMEROS EN LAS PELICULAS. 3.5. ESPUMAS. 3.6. MATERIALES POLIEMRICOS AVANZADOS. 3.6.1. POLIETILENO DE PESO MOLECULAR ULTRALTO. 3.6.2. POLIMEROS DE CRISTAL LÍQUIDO. 3.7. SUSTITUCION DE UN METAL POR UN POLIMERO. 4. CAPITULO VI: LOS POLIMEROS EN LA INGENIERIA MECATRONICA, ROBOTICA Y TECNOLOGIA MÉDICA. 4.1. POLIMEROS ELECTROACTIVOS. 4.2. MUSCULOS ARTIFICIALES. 4.2.1. FUNCIONAMIENTO. 4.3. APLICACIÓN DE LOS POLIMEROS EN LA BIOMEDICA Y LA ROBOTICA. 4.3.1. IMPLATES ORTOPEDICOS. 4.3.2. MUSCULOS ARTIFICIALES PARA PIEL Y TOBILLO. 4.3.3. TRANSISTORES FLEXIBLES ALREDEDOR DE TEJIDOS. 4.3.4. ENERGIA INALAMBRICA DENTRO DEL CUERPO. 4.3.5. RIÑONES ARTIFICIALES CON UNA IMPRESORA 3D. 4.3.6. ESOFAGOS SINTETICOS PARA TRASPLANTES. 4.3.7. CHIP BAZO. 4.3.8. LENTEJILLAS PARA MEDIR LOS NIVELES DE GLUCOSA. 4.3.9. PROTESIS ROBOTICA CON MOVIMIENTOS IDENTICOS A LA MANO 4.4. OIDOS SINTETICOS. 5. CONCLUSIONES.

Introducción El siguiente trabajo de investigación se realizó con la finalidad de conocer las aplicaciones de polímeros de la Ingeniería Mecatrónica, ya que a pesar de que abundan muchos materiales; hay varias propiedades y características que le hace interesante a este material que es el polímero, vale aclarar que así como otros materiales son ventajosas en el uso y aplicaciones también los polímeros tienen sus propias virtudes que resultan ser de mucha utilidad; y conjuntamente con el avance de la tecnología se está logrando crear infinidad de aplicaciones innovadoras tales como los músculos artificiales, órganos biónicos, implantes biónicos, humanoides, microbots, etc. Para poder entender mejor el presente trabajo monográfico se ha subdivido en cuatro capítulos que nos hablaran de los siguientes temas. En el capito I de dará a conocer el polímero, su estructura y composición, posteriormente en el siguiente capítulo II se va desarrollar las propiedades y clasificación de los polímeros y adentrándonos en lo que nos interesa en el capítulo III hablaremos de las aplicaciones de los polímeros pero en forma generalizada y finalmente se dará a conocer las aplicaciones de los polímeros que involucran al campo de la Mecatrónica, robótica y biotecnología; debido a que estas ciencias están muy relacionadas.

CAPITULO I DEFINICION COMPOSICION Y ESTRUCTURA 1.

DEFINICIONES:



Un polímero puede definirse como un material constituido por

moléculas formadas por unidades constitucionales que se repiten de una manera más o menos ordenada. Dado el gran tamaño de estas moléculas, reciben el nombre de macromoléculas. De hecho, el nombre de estos compuestos ya sugiere su constitución interna, puesto que la palabra polímero deriva de los términos griegos poli y meros, que significan mucho y partes, respectivamente. Cuando la molécula está formada por pocas unidades, se habla de un oligómero, derivado etimológicamente del término griego oligo (poco). 1 

Un polímero (del griego poly, muchos; meros, parte, segmento) es

una sustancia cuyas moléculas son, por lo menos aproximadamente, múltiplos de unidades de peso molecular bajo. La unidad de bajo peso molecular es el monómero. Si el polímero es rigurosamente uniforme en peso molecular y estructura molecular, su grado de polimerización es indicado por un numeral griego, según el número de unidades de monómero que contiene; así, hablamos de dímeros, trímeros, tetrámero, pentámero y sucesivos. El término polímero designa una combinación

1

http://www.monogr afias.com/trabajos14/polimeros/polimeros.shtml

de un número no especificado de unidades. De este modo, el trióximetileno, es el trímero del formaldehído, por ejemplo. 2 2.

ESTRUCTURA YCOMPOSICIÓN

2.1.

ESTRUCTURA MOLECULAR:

La estructura química de un polímero incluye la composición, la constitución molecular y el tamaño molecular. La composición viene definida por la composición atómica y se expresa mediante el análisis elemental. Los polímeros orgánicos se caracterizan por la presencia inevitable de los átomos de carbono e hidrógeno. Otros átomos frecuentes, denominados heteroátomos, son el oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo, silicio y ciertos halógenos. La constitución molecular determina de forma inequívoca la identidad de un polímero y comprende la constitución química, la arquitectura de la molécula y la configuración. El tamaño molecular se define mediante valores promedios, dado el carácter polidisperso

que inevitablemente tienen

los polímeros. Los pesos

moleculares pueden oscilar entre unos cuantos miles y varios millones, y en el caso de los polímeros fuertemente entrecruzados, se puede considerar que el peso molecular es infinito. Asimismo, una molécula de polímero puede

adoptar

diversas

formas

espaciales

o

conformaciones.

La

conformación puede modificarse por rotación de los enlaces simples. Las distintas

disposiciones

espaciales

que

resultan

son

las

múltiples

conformaciones moleculares que pueden generarse. La conformación particular que adopta una cadena de polímero, es decir aquella más estable, viene determinada por su constitución y por su tamaño, pero también por las condiciones del entorno en que se encuentra, por lo que no puede considerarse como una característica intrínseca del polímero. 2.2.

LA ESTRUCTURA SUPRAMOLECULAR:

2.2.1. EL ESTADO AMORFO: El estado amorfo se caracteriza por una ausencia tanto de orden axial como de orden ecuatorial, no conociéndose con precisión su estructura detallada, ya que dada la ausencia de orden, las técnicas estructurales habituales suministran una información

2

escasa.

Los

estudios

realizados,

http://www.monografias.com/trabajos14/polimeros/polimeros.shtml

de

carácter

preferentemente teórico, suministran modelos conceptuales más o menos capaces de explicar el comportamiento físico de este estado. 2.2.2. EL ESTADO CRISTALINO: El estado cristalino en polímeros es, en realidad, bifásico, coexistiendo la fase cristalina junto con la amorfa, por lo que estos materiales deberían ser denominados como semicristalinos. La relación cuantitativa entre estas dos fases viene expresada por la cristalinidad. 

Cristalinidad: La cristalinidad se define como la fracción en peso

de fase cristalina presente en la masa polimérica. a)

Factores determinantes de la cristalinidad. En las condiciones óptimas de cristalización, el grado de cristalinidad de un polímero viene determinado por la constitución de su cadena molecular. En general puede decirse que todo defecto que reduzca la regularidad

constitucional

de

la

cadena

afecta

negativamente a la cristalinidad. 

Comonómeros: la cristalinidad disminuye con la copolimerización,

siendo este efecto mayor cuanto más diferentes sean las constituciones de los comonómeros. 

Tamaño: la cristalinidad disminuye con el peso molecular.



Configuración: la cristalinidad está estrechamente vinculada a la

estereorregulidad, hasta el punto de que la ausencia de tacticidad suele ser sinónimo de carácter amorfo. 

Ramificaciones: la presencia de ramas disminuye la cristalinidad,

siendo el efecto más pronunciado cuanto más irregulares sean éstas. b)

Estructuras cristalinas de los polímeros. La fase cristalina en polímeros semicristalinos se concibe como una continuación ordenada de la fase amorfa, pudiendo formar parte una misma cadena tanto de una zona amorfa como de una zona cristalina. La red cristalina en polímeros presenta unas características peculiares que derivan de la forma de cadena que tienen las moléculas:

o

Un eje de la celdilla (por convenio suele asignarse a “c” que

coincide con el eje molecular. o

Las celdillas cúbicas se presentan raramente.

o

Las cadenas adoptan su conformación más estable y se

empaquetan lateralmente en las celdillas dejando entre ellas el mínimo hueco posible. o

Es frecuente la existencia de polimorfismo.

2.3.

ARQUITECTURA DE CADENA: Según la morfología de la

cadena, los polímeros se clasifican en: 2.3.1. Polímeros lineales: no existen otras ramas que no sean aquellas correspondientes a los grupos laterales ya presentes en el monómero. 2.3.2. Polímeros ramificados: existen cadenas más o menos largas, de constitución idéntica a la cadena principal, que emergen de manera estocástica de la cadena principal. 2.3.3. Polímeros entrecruzados: se pueden considerar como polímeros ramificados en los que las ramificaciones entrelazan las cadenas unas con otras, de manera que todo el conjunto puede concebirse como una sola macromolécula de tamaño ilimitado. 2.3.4. Polímeros estrella: son un caso particular de los polímeros ramificados en el que tres o más cadenas emanan de una misma unidad central. 2.3.5. Polímeros peine: contienen cadenas laterales de igual o distinta longitud, dispuestas con una cierta regularidad a lo largo de la cadena principal. 2.3.6. Polímeros escalera: están constituidos por una sucesión regular de ciclos. 2.4.

COMPOSICIÓN QUÍMICA:

Una molécula de polímero consiste en una cadena ininterrumpida de átomos (esqueleto o cadena principal) de la que, por lo general, cuelgan otros átomos o grupos de átomos (grupos laterales). Tal y como ha sido comentado anteriormente, se conoce como unidad constitucional repetitiva (UCR) el segmento de cadena que, con tamaño mínimo, puede representar exactamente la estructura del polímero. 3

3

https://www.youtube.com/watch?v=2RmgFSzuo3E

https://prezi.com/qh5gz-b6spc4/propiedades-mecanicas-de-los-polimeros/ http://ocw.uc3m.es/ciencia-e-oin/tecnologia-de-materiales-industriales/bloque-vi/Tema21propiedades_polimeros.pdf

CAPITULO II CLASIFICACION Y PROPIEDADES DE LOS POLIMEROS 1. PROPIEDADES: sus propiedades dependerán fundamentalmente de su composición, estructura y condiciones de proceso, los que se presentan con mayor frecuencia son los siguientes: 1.1.

PROPIEDADES MECANICAS: dentro de las cuales se tienen: La tensión: que indica la resistencia del material y al realizar dicho ensayo se obtienen los siguientes parámetros: módulo elástico, elongación, resistencia a la fluencia y la resistencia a la ruptura. La flexión: que también involucra la resistencia del material para determinar el módulo de flexión y la resistencia a la flexión. La dureza: que es la resistencia que opone un material a ser penetrado o rayado. Los materiales poliméricos presentan 3 tipos distintos de comportamiento esfuerzo-deformación: frágil, dúctil y totalmente elástico. En los polímeros, el módulo de elasticidad, resistencia a la tracción y ductilidad se determina de la misma forma que en las aleaciones metálicas.

1.2.

PROPIEDADES FISICAS: lo más relevante es: La densidad: es la medida de peso por unidad de volumen de un material a

una temperatura determinada.

En los materiales polímeros presentan baja densidad debido a su estructura, composición y sus propiedades. 1.3.

PROPIEDADES GEOLOGICAS:

1.3.1. Distribución de pesos moleculares (DPM): es una medida de la proporción en número (o en peso) de moléculas de diferentes pesos moleculares que componen una muestra de resina polimérica. En otras palabras, la DPM indica la variación en el tamaño de las cadenas moleculares. Si las moléculas presentan longitudes de cadena diferentes, la distribución es amplia. En el caso de longitudes de cadena similares, la distribución es estrecha. Este último caso es típico del polipropileno obtenido vía geología controlada. 1.3.2. Índice de fluidez (IF): es una medida de la capacidad de flujo de la resina bajo condiciones controladas y se puede medir fácilmente con un equipo denominado plastómetro, utilizando velocidades de deformación muy bajas, una temperatura de 230 °C y un peso de 2.16 Kg, de acuerdo a la Norma ASTM D 1238. Esta variable se relaciona inversamente con la viscosidad y el peso molecular (PM), es decir, a medida que aumenta el índice de fluidez de la resina, se obtiene una disminución en la viscosidad y el peso molecular. 1.4.

PROPIEDADES TERMICAS: en el área de las propiedades térmicas se puede mencionar: 1.4.1. La cristalinidad: que se refiere al ordenamiento de las cadenas del polímero que contrario a lo que se piensa le imparte a la resina opacidad debido a que las moléculas presentan mayor empaquetamiento y por lo tanto impiden el paso de la luz por medio de ellas, es decir, que entre más cristalino sea un polímero menos transparencia. La cristalinidad

le

imparte

al

material

alta

rigidez

y

temperaturas de fusión elevadas, entre otras propiedades. 1.5.

PROPIEDADES QUIMICAS: finalmente se encuentran las propiedades químicas, dentro de las cuales cabe destacar la resistencia química de los polímeros, ya que la misma determina si es compatible o no con otros elementos. 1.5.1. Cristalinidad polimérica:

1.5.2. Ordenamiento de cadenas moleculares para producir una disposición atómica ordenada. 1.5.3. Sustancias

moleculares

constituidas

por

pequeñas

moléculas son cristalinas al estado sólido y amorfo al estado líquido. 1.5.4. Moléculas poliméricas, por su tamaño y complejidad, son generalmente cristalinas con regiones cristalinas dispersas dentro de un material amorfo. 2. CLASIFICACIÓN: Los polímeros pueden clasificarse de diferentes maneras, y a su vez, esas clasificaciones, pueden subdividirse en otras. Partiremos de lo más básico a lo más complejo: 2.1.

DE ACUERDO A SU ORIGEN: 2.1.1. POLIMEROS NATURALES: son todos aquellos que provienen de los seres vivos, y por lo tanto, dentro de la naturaleza podemos encontrar una gran diversidad de ellos. Las proteínas, los polisacáridos, los ácidos nucleicos son

todos

polímeros

naturales

que

cumplen funciones vitales en los organismos y por tanto se les llama biopolímeros. Otros ejemplos son la seda, el caucho, el algodón, la madera (celulosa), la quitina, etc. Las proteínas: El nombre proteína proviene de la palabra griega proteios, que significa lo primero. Entre todos los compuestos químicos, las proteínas deben considerarse ciertamente como las más importantes, puesto que son las sustancias de la vida. 2.1.2. POLIMEROS SINTÉTICOS: son los que se obtienen por síntesis ya sea en una industria o en un laboratorio, y están conformados a base de monómeros naturales, mientras que los polímeros semisintéticos son resultado de la modificación de un monómero natural. El vidrio, la porcelana, el nailon, el rayón, los adhesivos son ejemplos de polímeros sintéticos, mientras que la nitrocelulosa o el caucho vulcanizado, lo son de polímeros semisintéticos. Hoy en día, al fabricarse polímeros se le pueden agregar

ciertas sustancias que modifican sus propiedades, ya sea flexibilidad, resistencia, dureza, elongación, etc. Nitrato de celulosa: El nitrato de celulosa, nitrocelulosa, fulmicotón o algodón pólvora fue sintetizado por primera vez en el año 1845 por Christian Schönbein. Es un sólido parecido al algodón, o un líquido gelatinoso ligeramente amarillo o incoloro con olor a éter. Se emplea en la elaboración de explosivos, propulsores para cohetes, celuloide (base transparente para las emulsiones de las películas

fotográficas)

y

como materia

prima en

la

elaboración de pinturas, lacas, barnices, tintas, selladores y otros productos similares. Es famoso su uso tradicional como laca nitrocelulósica aplicada como acabado sobre la madera en guitarras eléctricas de calidad como ocurre con 2.1.3. POLIMEROS

las

guitarras

SEMISINTÉTICOS:

Se

Gibson. obtienen

por

transformación de polímeros naturales. Ejemplo: caucho vulcanizado, etc. Cloruro de polivinilo (PVC): El policloruro de vinilo (PVC) es el polímero que ocupa el tercer lugar en el mercado de producción de plásticos a escala mundial, debido al gran número de compuestos y derivados que se pueden obtener de él. El PVC es una combinación química de carbono, hidrógeno y cloro. Silicona: La silicona, es un polímero inodoro e incoloro hecho principalmente de silicio. La silicona es inerte y estable a altas temperaturas, lo que la hace útil en gran variedad de aplicaciones industriales, como lubricantes, adhesivos, moldes, impermeabilizantes, y en aplicaciones médicas y quirúrgicas, como prótesis valvulares cardíacas e implantes de mamas.

2.2.

SEGÚN SUS PORPIEDADES FÍSICAS 2.2.1. Termoestables: Termoestables: son polímeros que no se pueden fundir a través de un proceso de calentamiento simple, puesto que su masa es tan dura que necesita temperaturas muy elevadas para sufrir algún tipo de destrucción. 2.2.2. Elastómeros: Elastómeros: son polímeros que aunque pueden ser deformados, una vez que desaparece el agente que causó la pérdida de su forma pueden retornar a ella. tienen la propiedad de recuperar su forma al ser sometidos a una deformación de ella. Ej. Caucho vulcanizado. 2.2.3. Termoplásticos: este es un tipo de polímeros que tienen facilidad para ser fundidos, y por lo tanto pueden ser moldeados. Si tienen una estructura regular y organizada, pertenecen a la subdivisión de los cristalinos, pero si su estructura es desorganizada e irregular, se consideran amorfos. Resinas: Son polímeros termoestables que sufren una transformación química cuando se funden, convirtiéndose en un sólido que al volverse a fundir, se descompone. Ej. PVC, Baquelita y Plexiglás. Fibras: Tienen la forma de hilos. Se producen cuando el polímero fundido se hace pasar a través de unos orificios de tamaño pequeño de una matriz adecuada y se le aplica un estiramiento.

2.3.

SEGÚN SU PROCESO DE OBTENCIÓN: Los polímeros se obtiene gracias a la polimerización, en esta los monómeros se agrupan entre si y forman el polímero. 2.3.1. POR CONDENSACIÓN: son polímeros obtenidos como consecuencia de la unión de monómeros propiciada por una eliminación molecular.

2.3.2. POR ADICIÓN: son polímeros que resultan de la unión de monómeros por medio de enlaces múltiples. 2.4.

SEGÚN SUS MONOMÉROS: 2.4.1. HOMOPOLÍMEROS: son polímeros que están constituidos por monómeros idénticos. 2.4.2. COPOLÍMEROS: son polímeros que están constituidos por diversos sectores repetidos, los cuales son iguales entre sí, pero las cadenas que forman esos sectores son diferentes las unas de las otras.

2.5.

SEGÚN LA ORIENTACIÓN DE SUS MONOMÉROS: 2.5.1. POLIMEROS LINEALES: son aquellos que, como su nombre lo dice, cuentan con una estructura lineal. 2.5.2. PLOIMEROS RAMIFICADOS: son aquellos que además de

la

cadena

principal,

presentan

varias

de carácter secundario. 2.6.

CLASIFICACIÓN QUÍMICA DE LOS POLÍMEROS: La clasificación química de los polímeros en familias se establece basándose en la constitución química de la unidad repetitiva. Atendiendo a esta clasificación, se distinguen dos grupos principales:  Polímeros heterocadena: la cadena principal contiene heteroátomos, es decir, átomos distintos al carbono y al hidrógeno.  Polímeros homocadena: la cadena principal no contiene heteroátomos, es decir, está formada solamente de carbono e hidrógeno.

2.7.

CLASIFICACIÓN

SEGÚN

EL

NÚMERO

DE

UNIDADES

REPETITIVAS: Los polímeros pueden clasificarse en dos grandes grupos dependiendo del número de unidades repetitivas del que están formados. Así pues, un polímero puede ser:  Homopolímero: está constituido por una única unidad repetitiva.

 Polímero: está constituido por dos o más unidades repetitivas distintas.4

4

http://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/4182/AnexoB.pdf? sequence=3&isAllowed=y http://www.monografias.com/trabajos93/sobre-los-polimeros/sobre-los-polimeros.shtml http://www.monografias.com/trabajos14/polimeros/polimeros.shtml#propied http://tecnopolimeros.blogspot.pe/2011/03/propiedades-de-los-polimeros.html

CAPITULO III LOS POLIMEROS Y SUS APLICACIONES GENERALES 1. APLICACIONES DE LOS POLIMEROS 1.1.

PLASTICOS Los plásticos son materiales que tienen cierta rigidez estructural baja a la acción de una carga, y se usan en aplicaciones de uso general.

Los

materiales

plásticos

se

subclasifican

en

termoplásticos y termoestables. Sin embargo para que se les considere como plásticos, los polímeros lineales o ramificados deben emplearse por debajo de la temperatura de transición vítrea si son amorfos o por debajo de la temperatura de fusión, si

son

semicristalinos,

o

deben

contar

con

suficiente

entrecruzamiento para conservar su forma. 1.1.1.

POLIMEROS TERMOPLASTICOS FLUROCABONOS Químicamente inertes en la mayoría de los ambientes, excelentes propiedades eléctricas; bajo coeficiente de fricción; se puede utilizar a 260°C, relativamente poco resistentes y propiedades deficientes para el flujo en frío. Aplicaciones: Sellos anticorrosivos, tuberías y válvulas químicamente

resistentes,

cojinetes,

recubrimientos

antiadherentes, componentes, electrónicos expuestos a altas temperaturas.

POLIETILENO Químicamente resistentes y aislantes eléctricos; coeficiente de fricción relativamente bajo, baja resistencia y poca resistencia al intemperismo. Aplicaciones: Botellas flexibles, cubiertas de cables, partes de pilas, películas para embalaje, escaza permitividad y resistencia al agua. VINILO Buenos materiales para aplicaciones generales y económicas; en general rígidas, pero con plastificantes se hacen flexibles, a menudo polimerizados, susceptibles a la distorsión térmica. Aplicaciones: Recubrimientos para pisos, tuberías, recubrimientos aislantes de cables eléctricos, mangueras de riego, discos fonográficos. Partes de artefactos eléctricos, cajas de distribución, carcazas y partes de computadoras.

1.1.1. POLIMEROS TERMOESTABLES EPOXIS Excelente combinación de propiedades mecánicas y de resistencia a la corrosión; dimensionalmente estables; buena adherencia; relativamente baratos; buenas propiedades eléctricas. Aplicaciones: Molduras eléctricas, fregaderos adhesivos, recubrimientos protectores, se emplean en laminados reforzados con fibra de vidrio. POLIÉSTERES Excelentes propiedades eléctricas y baratas, se pueden formular para su uso a temperatura ambiente y a temperatura elevada, con frecuencia se les refuerza con fibras. Aplicaciones: Cascos, barcos de fibra de vidrio, componentes de carrocerías de automóvil, sillas, ventiladores.

1.2.

ELASTÓMEROS Se caracterizan por su capacidad de deformación elástica (reversible) hasta el 500 por ciento.

1.2.1. Poliisopreno natural Excelentes propiedades físicas; buena resistencia al corte, a los impactos y a la abrasión; baja resistencia al calor, al ozono y al aceite; buenas propiedades eléctricas.

Aplicaciones: Neumáticos para automóviles y tubos; tacones y suelas de zapatos

1.2.2. Polisiloxano Excelente resistencia a temperaturas altas y bajas; poca resistencia mecánica; excelentes propiedades eléctricas.

Aplicaciones: Aislantes a temperaturas altas y bajas; sellos, diafragmas, tubos para uso alimentario y médico.

1.3.

FIBRAS Los polímeros fibrosos son capaces de experimentar trefilado obteniéndose largos hilos. Se utilizan mayoritariamente en la industria textil. Para ser útil como material textil, un polímero fibroso debe tener una alta resistencia a la tracción, alto módulo de elasticidad, y resistencia a la abrasión. Además deben presentar estabilidad química frente a una gran variedad de ambientes, incluyendo ácidos, bases, disolventes en lavado en seco y luz solar, ser relativamente no inflamables y secar fácilmente.

2. POLIMEROS EN RECUBRIMIENTOS Los recubrimientos sobre superficies de materiales se usan para cumplir una o más de las siguientes funciones: proteger el material de un medio que produce reacciones corrosivas o de la degradación, mejorar la apariencia del material y proporcionar aislamiento eléctrico. Muchos ingredientes de los materiales de recubrimiento son polímeros siendo la mayoría de origen orgánico. Muchos recubrimientos comunes son de látex, que es la suspensión estable de pequeñas partículas insolubles de polímero dispersas en agua. Debido a su bajo impacto ambiental es muy usado por los fabricantes de automóviles que desean cumplir con las regulaciones ambientales. 3. POLIMEROS USADOS COMO ADHESIVOS Un adhesivo es una sustancia para unir las superficies de dos materiales solidos (adherentes). Existen dos mecanismos de unión: mecánico y

químico. En la unión mecánica tiene lugar la penetración real del adhesivo en los poros y los intersticios de la superficie. La unión química comprende las fuerzas intermoleculares entre el adhesivo y el adherente. Los adhesivos se emplean para una gran variedad de materiales, como metales, cerámicas, polímeros, materiales compuestos, revestimientos y la elección del adhesivo dependerá de factores como los materiales que van a unirse y sus porosidades, si la unión será permanente o temporal, la temperatura de exposición máximas y mínimas, y las condiciones del procesamiento. La unión con adhesivos tiene algunas ventajas en relación a otras tecnologías como el remachado, el atornillado y la soldadura, incluyendo peso más ligero, la capacidad de unir materiales disimiles y componentes delgados, una mejor resistencia a la fatiga y costos más bajos de fabricación. El inconveniente es la limitación de la temperatura de servicio. Los polímeros conservan su integridad mecánica solo a temperaturas

relativamente

bajas,

y

la

resistencia

disminuye

rápidamente al aumentar la temperatura. También están los adhesivos sensibles a la presión, que se adhieren a cualquier superficie al hacer contacto y con la aplicación de una ligera presión. Las juntas adhesivas tienen una gran aplicación en la industria aeroespacial, automotriz y de la construcción, en la industria del embalaje y en algunos enseres domésticos.

4. POLIMEROS EN LAS PELICULAS Los materiales poliméricos tienen un amplio uso en la forma de películas delgadas. Se usan ampliamente como bolsas para empacar productos alimenticios y otras mercancías. Sus características útiles son baja densidad, alto grado de flexibilidad, alta resistencia a la tracción y al desgarramiento,

resistencia

permeabilidad a los fluidos. 5. ESPUMAS

al

ataque

de

la

humedad,

baja

Las espumas son materiales que contienen un porcentaje relativamente alto de poros y volumen de gas atrapadas. Los materiales termoplásticos y termoestables se usan como espumas, como por ejemplo el poliuretano, caucho, poliestireno y cloruro de polivinilo. Las espumas se utilizan como cojines de automóviles y muebles, así como para embalajes y aislamiento térmico. 6. MATERIALES POLIMERICOS AVANZADOS 6.1.

POLIETILENO DE PESO MOLECULAR ULTRAALTO El polietileno de peso molecular ultra alto, es un polietileno con un

peso

molecular

elevado,

M

=

4

x

106

g/mol

aproximadamente. Entre las excelentes características de este material están las siguientes:  Una resistencia al impacto extremadamente alta.  Una resistencia excepcional al desgaste y a la abrasión.  Un coeficiente de fricción muy bajo.  Una superficie auto lubricante y no adherible.  Muy buena resistencia química a los

disolventes

comunes.  Excelentes propiedades a temperaturas bajas.  Extraordinaria capacidad del amortiguamiento del sonido y de absorción de energía.  Aislante eléctrico y excelentes propiedades dieléctricas. Es necesario considerar que como este material tiene una temperatura

de fusión relativamente

baja, sus propiedades

mecánicas se ven afectadas al incrementar la temperatura. Sus diferentes aplicaciones son: chalecos a prueba de balas, cascos militares de materiales compuestos, sedal para pescar, superficies inferiores de esquís, núcleos de pelotas de golf, superficies para mesas de boliche y pistas de patinaje en hielo, prótesis biomédicas, filtros sanguíneos, impulsores de bombas y empaque de válvulas.

6.2.

POLIMEROS DE CRISTAL LÍQUIDO

Los polímeros de cristal líquido (LCP) son un grupo de materiales químicamente complejos, con propiedades únicas y con diversas aplicaciones. El

principal uso de los polímeros de cristal líquido son las

pantallas de cristal líquido (LCD), los relojes digitales, las televisiones y monitores de computadora de pantalla plana y otras pantallas digitales. En estos casos se emplean los LCP de tipo colestérico que a temperatura ambiente son líquidos fluidos, transparentes y ópticamente anisotrópicos. Las pantallas están expuestas de dos láminas de vidrio entre las cuales queda atrapado el material de cristal líquido. La cara externa de cada lámina de vidrio está recubierta con una película transparente y conductora eléctricamente, asimismo, dentro de esta película y del lado que se va a ver está grabados al agua fuerte los elementos que forman los caracteres para números y letras. La aplicación de voltaje a través de películas conductoras (y de este modo entre las dos láminas de vidrio) y sobre una de estas regiones en las que se forman los caracteres altera

la

orientación de las moléculas del LCP en esta región, el oscurecimiento de este material del LCP, y a su vez de un carácter visible. Los

polímeros

de

cristal

líquido

exhiben

el

siguiente

comportamiento:  Excelente estabilidad térmica, pueden emplearse a temperaturas tan altas como 230 °C.  Alta resistencia al impacto, que se conserva después del enfriamiento a temperaturas relativamente bajas.  Son inertes químicamente a una amplia variedad de ácidos, disolventes, lejías, etc.  Son

naturalmente

ignífugos

y

los

productos

de

combustión que generan son relativamente no tóxicos. Estos materiales se usan ampliamente en la industria electrónica (aparatos para interconexión, cajas para para relevadores y condensadores), en

la industria de equipo médico (en

componentes que se esterilizan repetidamente), y componentes de fotocopiadoras y de fibra óptica. 7. SUSTITUCIÓN DE UN METAL POR UN POLÍMERO En la siguiente figura se observa un plato motor hecho de nylon endurecido por dispersión. Este componente encargado de transmitir la fuerza del motor a las ruedas que normalmente es de metal es ahora reemplazado por un polímero, es decir el nylon. La ventaja de usar este material radica en que presenta una elevada tenacidad y resistencia al impacto altas, lo que permite una gran disminución de las roturas de transmisión, que son ocasionadas por la gran fuerza de tracción de la cadena que pueden alcanzar los 65 MPa. Otras cualidades atractivas son el incremento de la resistencia a la corrosión y además de la resistencia al desgaste, tanto del mismo material como de la cadena. Además de ello el coste de producción es aproximadamente similar al de aluminio, y una tercera parte que si fuera de acero.

CAPITULO IV LOS POLIMEROS EN LA INGENIERIA MECATRONICA, ROBOTICA Y TECNOLOGIA MÉDICA 1. POLÍMEROS ELECTROACTIVOS Son materiales que cambian sus propiedades (tamaño, forma y color además de contraerse y estirarse) al ser estimulados por campos eléctricos. Los polímeros electroactivos presentan las siguientes propiedades: pueden ser sometidos a grandes fuerzas, son resistentes a deformaciones rápidas, son maleables, reaccionan a un bajo voltaje, buenos conductores en comparación de los de más polímeros. Están presente en las siguientes aplicaciones: En los actuadores, sensores, pantallas de braille, músculos artificiales, etc. (empleados en el campo de la Mecatrónica, robótica y

en los

diseños de los músculos de los humanoides y la prostética). 2. MÚSCULOS ARTIFICIALES En las últimas décadas se han desarrollado motores con los polímeros electroactivos que son capaces de producir contracción/elongación semejante al de los músculos a estos dispositivos se les ha denominado músculos artificiales Estos músculos de polímero son capaces de levantar 100 veces más peso y generar 100 veces más energía que los músculos humanos. A diferencia de los motores, que son los dispositivos mecánicos que más a menudo utilizamos para mover o levantar cosas, los músculos artificiales aplican la fuerza para hacer el trabajo de extensión y contracción.

Funcionamiento Se basa en el principio de funcionamiento de los condensadores eléctricos de placas paralelas, los cuales almacenan energía eléctrica en las placas ‒conductoras de electricidad y separadas a una cierta distancia‒ al aplicarles un potencial eléctrico (o voltaje). El «relleno» entre las placas (dieléctrico) influye directamente en la cantidad de carga eléctrica que pueden almacenar (capacidad eléctrica). Un músculo artificial PEA, consiste de dos «placas paralelas» elásticas y un dieléctrico también elástico. Así, al aplicarles un voltaje (del orden de los KV ‒mil voltios‒), las placas adquieren una carga eléctrica opuesta que genera una fuerza electrostática de atracción. Tal fuerza, produce una deformación en el mismo plano de las placas. Al dejar de aplicar el voltaje y al disipar la energía almacenada ‒mediante una resistencia eléctrica‒ el dispositivo recupera su forma original. Esta deformación es la que se aprovecha para realizar alguna actividad mecánica. En la siguiente tabla se muestra otros tipos de polímeros que se emplean en la fabricación de músculos artificiales y sus respectivas características. MATERIAL PLÁSTICO FEXIBLE

FUNCIONAMIENTO CARACTERISTICAS Son activados con Pueden levantar 80 pulsaciones

eléctricas veces

permitiendo

que

su

un estirándose

robot reacciones de la veces

peso, hasta

5

que

su

más

misma manera que un medida original. humano lo hace

Posiblemente recargables

auto para

funcionamiento Nanotubos de carbono

el del

robot Son hilos compuestos Utilizables en robots y de múltiples nanotubos prótesis

con

total

de carbono que forman funcionalidad un hilo súper resistente, Ofrecen estos

músculos

una

torsión

se hasta 1000 veces mayor

mueven gracias a la que

cualquier

otro

conexión de electrodos material. Son 100 veces y la inmersión de este más fuertes que en un electrolito.

músculos

los

naturales

y

Aplicaciones: los hilos mucho más flexible que se pueden utilizar para caucho. miniaturizar

motores Mayor fuerza de agarre

eléctricos, Compresores Ligeras y bobinas integradas e Fibras

de

los microchips polietileno Estos materiales Pueden levantar cargas

(hilos de pescar)

reaccionan

con

temperatura.

la 100 veces más pesadas que

un

musculo

Contrayéndose cuando natural. se calientan y volviendo Pueden

generar

un

a su elongación inicial centenar de veces más cuando se enfrían. Al

enrollar

fibras

de

energía

mecánica

de aproximadamente

la

polietileno se consigue misma potencia de un una torsión extrema que motor de reacción les

permite

como torsión

funcionar También

músculos

de producir faciales, para

podrían expresiones que

serviría

humanizar

los

robots5 3. APLICACIÓN DE POLIMEROS EN LA BIOMEDICA Y LA ROBÓTICA Actualmente las prótesis robóticas están en desarrollo, arrojando esporádicamente uno que otro avance trascendental, con el tiempo se volverán herramientas fundamentales para la medicina; inclusive, podrían ser el as bajo la manga para conseguir el empleo soñado. A pesar de que el ser humano ha dado grandes saltos en el área de la salud, todos nosotros somos propensos a accidentes y víctimas de enfermedades. Así que, para contrarrestar estos males físicos, la 5

http://muyinteresantespain.blogspot.pe/2014/02/musculos-artificiales-de-nanotubos-de.html

tecnología alzó la mano y se encuentra desarrollando dispositivos electrónicos, robóticos y biónicos para auxiliar a las personas del siglo XXI y años venideros. Los avances más prometedores en esta delicada relación entre tecnología y salud se han dado en el área de las prótesis robóticas, pero, ¿de qué se trata esto? Estas herramientas son un elemento artificial dotado de cierta autonomía e inteligencia, capaz de realizar una función de una parte faltante del cuerpo. Dicha autonomía e inteligencia se logra al integrar sensores, procesadores, actuadores, y complejos algoritmos de control. Hacer una prótesis robótica de calidad requiere de un enorme esfuerzo, no solo en el campo de la Mecatrónica si no también en neurociencia, ingeniería eléctrica, ciencias cognitivas, procesamiento de señales, diseño de baterías, nano-tecnología, y ciencias del comportamiento; a continuación algunas aplicaciones. 3.1.

Implantes ortopédicos Estos

principales

materiales

utilizados

deben

ser

materiales

diseñados para mantener sus propiedades en largos períodos de tiempo, por lo que se necesita que sean inertes, y debido a que su aplicación es dentro del organismo, deben ser biocompatibles, antióxidos para disminuir el posible rechazo. Los

más

importantes

son

las

prótesis o implantes ortopédicos, elementos

de

fijación

como

cementos óseos, membranas y componentes

de

órganos

artificiales, entre otros. Entre los materiales

más

utilizados

encuentran:

polímeros

como

teflón,

el

se

fluorados poliamidas,

elastómeros, siliconas, poliésteres, policarbonatos, etc.

El caso de prótesis vasculares, al ser un implante expuesto al contacto con la sangre, la propiedad fundamental requerida es que el material

no

provoque

coagulación.

Considerando este requisito, se aplican fibras de PET, espumas de poli (tetrafluoretileno) expandido,

poliuretanos

segmentados

y

silicona porosa.

Otro de los campos donde los polímeros empiezan a tener una presencia significativa son los dispositivos de fijación ósea. Una de las opciones en este campo la constituyen los cementos óseos, que son mezclas de materiales cerámicos con polímeros sintéticos rígidos como el polimetilmetacrilato. Polímeros biodegradables dentro del organismo Actualmente, las suturas representan el campo de mayor éxito dentro de los materiales quirúrgicos implantables. El principal motivo es que consisten en materiales

biodegradables

o

bioabsorbibles

(principalmente polímeros

biodegradables) de manera que la aplicación dentro del organismo pasa de ser permanente a ser temporal.

Otra aplicación temporal importante es la de matrices polímeros,

en ingeniería

de

tejidos. Los

particularmente

los

biodegradables, se emplean en el campo de la ingeniería de tejidos como andamiajes temporales en los que las células pueden crecer y formar tejidos. En la figura se puede ver células de conejo adheridas a la placa Petri. Polisulfuro de fenilo (pps).

A largo plazo el polipropileno podría perfilarse como el material por excelencia en este mercado, puesto que se trata de un termoplástico que no sólo dispone de las propiedades más solicitadas, sino que ofrece además una excelente relación calidad-precio. COPOLÍMERO ACRILONITRILO-BUTADIENO-ESTIRENO (ABS) Esto se usa, en el mismo estado en el que se encuentra Reciclado mecánico: moliendo y reelaborando en una nueva forma Reciclado químico: desglose en los componentes químicos básicos y se reusan en procesos de la producción químicos Recuperación de energía: utilización de calor de los plásticos para la producción de energía Tratamiento térmico: la reducción de volumen y quita de los contaminantes a descargar  Este material se usa en:  Piezas de automóviles  Dispositivos eléctricos y electrónicos  Prototipos  Implantes Los implantes de polímeros son una solución efectiva para niños que hayan sufrido quemaduras o deformaciones experiencia

graves.

entre

Una

profesionales

ingleses y rusos señala que es más barato, eficaz, y tiene menos efectos secundarios que los de titanio. Un grupo de investigadores de las Universidades de Nottingham y de Moscú

ha

desarrollado

un

implante que ayuda a reconstruir deformaciones faciales congénitas o causadas por un accidente. De momento, los resultados son bastante prometedores, ya que han tratado a cerca de 50 niños a los que les han reformado la cara sin ningún tipo de contraindicación.

MÚSCULOS ARTIFICIALES PARA PIE Y TOBILLO. Existe un prototipo en desarrollo, trabajo del equipo del robotista Yong-Lae Park, está hecho en buena parte de materiales compuestos y plásticos blandos que hace posible que este dispositivo robótico realice en el tobillo movimientos idénticos a los naturales. Esta avanzada prótesis robótica cuenta con sensores hechos de piel artificial sensible al tacto, y delgadas hojas de goma que contienen largos microcanales llenos de una aleación especial de metal líquido. TRANSISTORES FLEXIBLES ALREDEDOR DE TEJIDOS Estos materiales soportan su implantación dentro de un cuerpo vivo y además cambian de forma a fin de afianzarse en el tejido deseado, por ejemplo curvándose y enrollándose alrededor de un vaso sanguíneo o de un nervio. Se trata de una avanzada gama de componentes electrónicos con las mismas características revolucionarias que algún día podrían ser herramientas comunes para que los médicos aprendan más sobre lo que ocurre dentro del cuerpo de sus pacientes, e incluso estimular a éste en el marco de tratamientos médicos avanzados. ENERGÍA INALÁMBRICA DENTRO DEL CUERPO Este sistema es capaz de utilizar la misma energía que un teléfono móvil para transmitir con seguridad energía a diminutos aparatos electrónicos médicos tales como marcapasos, estimuladores de nervios, o nuevos sensores y dispositivos aún por desarrollar. Asimismo, puede abrir las puertas a una nueva generación de dispositivos médicos implantables, para tratar enfermedades o aliviar el dolor.

Motores minúsculos para cirugía, el llamado motor Proteus, creación de científicos de la Universidad Monash, en Australia, podría ser capaz de “nadar” por las arterias humanas para tratar, por ejemplo, a pacientes que han sufrido un derrame cerebral o deshacer bloqueos en el flujo sanguíneo. Éstos podrían utilizarse para transportar a minirobots dentro del organismo para llevar a cabo ciertos procedimientos quirúrgicos que se dificultan por el tamaño o inflexibilidad de los instrumentos quirúrgicos. Chips para reparar neuronas. Investigadores de las universidades de Edimburgo, Glasgow y Stirling, en Escocia, lograron demostrar que es posible lograr el crecimiento de neuronas -las células básicas del sistema nervioso- en chips de computadora. Los científicos desarrollaron una técnica que dicen, permite el crecimiento de estas células en patrones finos y detallados sobre la superficie de pequeños chips. RIÑONES ARTIFICIALES CON UNA IMPRESORA 3D. Un grupo de estudiantes de ingeniería química de la Universidad de Connecticut ha logrado mediante impresión 3D desarrollar dos prototipos de un riñón artificial. Este avance puede ser una inmejorable vía alternativa a la diálisis o el trasplante de órganos, siendo la primera una solución temporal y costosa, y la segunda un problema, debido a la gran demanda de este tipo de órganos. ESÓFAGOS SINTÉTICOS PARA TRASPLANTES.  Un equipo de investigadores del Instituto Karolinska (Suecia) ha logrado implantar en el esófago de ratas un tejido sintético que reemplaza por completo el esófago y que es capaz de soportar el estrés mecánico de este tipo de conducto por el que pasa la comida. Gracias a este esófago sintético, no sería necesario utilizar tejido del propio paciente, por lo que no se producirían las complicaciones actuales de pérdida de peso e incluso de mortalidad. CHIP BAZO

Científicos españoles ha logrado un gran avance en micro ingeniería al crear un chip que es capaz de actuar como un bazo para filtrar los glóbulos rojos de la sangre. El nuevo bazo en 3D, que es completamente funcional, imita el control de circulación de la sangre, filtrando y destruyendo selectivamente glóbulos rojos viejos, microorganismos y glóbulos rojos parasitados por malaria, por lo que podría ser utilizado para detectar posibles fármacos contra la malaria y otro tipo de enfermedades hematológicas. LENTILLAS PARA MEDIR LOS NIVELES DE GLUCOSA. Google acaba de informar de un proyecto de investigación que está en pleno desarrollo y que permitirá saber a quienes sufren diabetes los niveles de glucosa en sangre con solo llevar puesta una lentilla. Y es que la medición de este valor en los diabéticos es fundamental para su salud. Tanto una caída de glucosa como un aumento desmesurado de la misma en la sangre pueden provocar serios problemas en las personas que sufren esta enfermedad. ‘Huesos artificiales’ a partir de células madre, científicos de la Universidad de Granada han creado un sistema para regenerar los  huesos a partir de células madre del cordón umbilical. Se trata de una especie de tela de carbón activado que sirve de soporte para las células madre, es la clave de este nuevo desarrollo. Gracias a este nuevo biomaterial las células pluripotentes acaban diferenciándose como tejido óseo y se consigue regenerar el tejido formando ‘huesos artificiales’. Extremidades biónicas que permiten correr y bailar.  MIT Media Lab’s Biomechatronics Group está creando la nueva generación de extremidades biónicas, inspiradas en el diseño de la propia naturaleza. La BIOM no es una prótesis como se han visto antes, normalmente son sólo piezas que permiten a discapacitados volver a caminar, pero no de manera natural, es como la clásica pata de palo, hay que levantar esta prótesis para que se mueva. Luego surgieron las mecánicas que tenían movimientos determinados, pero eran pesadas o limitadas en su movimiento.

Esta prótesis permite a la persona incluso correr como si su pierna fuese normal, gracias a la comunicación con su sistema nervioso y los nuevos materiales. ‘Deka Arm’, el brazo robótico del futuro. Eka, empresa dedicada al desarrollo de dispositivos eléctricos, desarrolló esta prótesis biónica capaz de responder a diversas órdenes del usuario, en base a electrodos que trabajan con los movimientos del hombro. Deka Arm tiene varios sensores que detectan contracciones de músculos cerca del hombro, lo que se traduce en movimientos reales en el brazo robótico. Puede detectar hasta diez movimientos, con un aspecto y tamaño similar a cualquier otro brazo humano. PRÓTESIS ROBÓTICA CON MOVIMIENTOS IDÉNTICOS A LA MANO  Investigadores del Centro Científico E. Piaggio de la Universidad de Pisa y del Instituto Italiano de Tecnología de Génova han diseñado una mano robótica que podría revolucionar el campo de las prótesis, pues tiene la capacidad de sostener casi todo tipo de objetos mediante un único motor; además, su costo es menor que el de otros sistemas. Asimismo, es capaz de reproducir casi todos los movimientos naturales de la mano. “Ojo biónico”. OÍDOS SINTÉTICOS   Investigadores de la Universidad de Princeton están creando oídos sintéticos que no sólo pueden recibir sonidos, sino transmitirlos. El oído 3D no está diseñado para reemplazar a un oído humano, pero la investigación está destinada a explorar un nuevo método que combina la electrónica con material biológico. “Lo que realmente hicimos aquí fue una prueba de concepto de las capacidades de la impresión 3D”, dijo Michael McAlpine, el profesor que dirigió el proyecto 6. 6

http://elsemanario.com/55641/protesis-roboticas-nueva-cura-para-el-ser-humano/

http://www.eis.uva.es/~macromol/curso04-05/bio2/ http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/pet/propiedades_y_caracteristicas.htm http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/medicina/biopolimeros.htm

Conclusión Con el avance de la tecnología se están logrado muchas aplicaciones que tal vez hace cinco o diez años atrás solo existía en la imaginación del ser humano. Aplicaciones que sorprenden cada día más y el protagonista para que se de estos saltos en la ciencia es el Polímero, como pudimos ver las propiedades de los polímeros y la tecnología están haciendo por ejemplo que un robot se asemeje más a un ser humano, que los humanos logren en anhelado sueño de la vida eterna con los implantes biónicos, órganos

y músculos artificiales

fabricados a base de materiales poliméricos que a la par son biocompatibles. Por otro lado también se trató un poco las aplicaciones de los polímeros en la electrónica y

están reemplazando a algunos materiales conductores,

transistores y microchips por tener mejor propiedades y conductividad.