Los geles vítreos acaban de llegar a los medios y los expertos no dejan de imaginar aplicaciones de lo más variadas. Sus propiedades los hacen únicos y prometen conseguir lo que otros materiales no han logrado, revolucionando la industria. No obstante… eso es un poco lo que dijeron los medios cuando se popularizaron sustancias como el grafeno y los nanotubos de carbono. ¿Dónde están esos materiales milagrosos? ¿Qué fue de sus muchas promesas que rozaban la ciencia ficción? ¿Acaso no la rozaban, sino que eran plenamente ciencia ficción? En realidad, hay una diferencia sustancial entre estos materiales y los nuevos geles vítreos, algo que los hace mucho más aptos para convertirse en un material ubicuo: su facilidad de producción.

Lo cierto es que el grafeno no ha decepcionado dentro del mundo académico, que siempre han sido comedidos. El problema ha sido las exageraciones y la expectación creada por los medios. Sus propiedades son las que se prometieron y se ha llegado a aplicar de manera impresionante, aunque a pequeña escala, porque la dificultad de producirlo en grandes láminas hace de él un mal candidato para resolver todos los problemas que a la industria se le presenten. Si, en un futuro, se encuentran formas más sencillas de producirlo, podremos aplicarlo como la prensa prometió, pero por ahora es imposible. Ese punto de partida ya es diferente en el caso de los geles vítreos.

Dos opciones imperfectas

Para conocer mejor esta sustancia tenemos que empezar hablando de otras dos, los polímeros vítreos y los geles convencionales. Con polímeros vítreos, en este caso, nos referimos a los plásticos rígidos que todos conocemos. Esos plásticos son materiales especialmente resistentes a altas cargas o, dicho de otro modo: pueden soportar grandes fuerzas de compresión, resistiendo pesos elevados. Sin embargo, cuanto mejor soportan estos pesos, más débiles son a la tracción o a la torsión, quebrándose en cuanto se doblan o se tira de ellos.

Por otro lado, cuando integramos agua en la estructura de un polímero vítreos conseguimos un gel. Estos sí son sumamente flexibles, pero el agua también los vuelve blandos e incapaces de soportar la presión. Podríamos imaginar que el polímero está constituido por largas cadenas de moléculas fijas unas respecto a otras, lo que le confiere solidez. Al introducirse agua, esta separa las cadenas, que pueden desplazarse de manera más libre hasta perder su estructura por completo. Los investigadores querían unir lo mejor de los dos mundos y así es como nacen los geles vítreos.

Curando geles

Pues bien, los investigadores de este estudio, publicado en la revista Nature, decidieron hidratar su polímero con un tipo de líquidos muy especial: los líquidos iónicos. Sus propiedades químicas hacen que estos líquidos tiendan a enlazar sus moléculas con otras cargadas eléctricamente. Así pues, los investigadores eligieron polímeros compatibles con este tipo de uniones, los mezclaron con líquidos iónicos y los curaron con luz ultravioleta, como hacen las impresoras 3D de resina.

El resultado es un polímero cuyas cadenas, a pesar de contener líquido entre ellas que les da cierta libertad de movimiento, no pueden desplazarse y separarse todo lo que quieran, porque el líquido está, a la vez, “lubricándolas” y fijándolas. Esta es la clave que lo vuelve resistente como un polímero vítreo y flexible como un gel. De hecho, si se aplica suficiente fuerza sobre ellos pueden llegar a estirarse hasta alcanzar 5 veces su longitud original sin romperse.

El secreto está en el agua

Así de fáciles son de producir, sin necesidad de transportes costosos entre industrias ni fundiciones complejas. Aunque, por supuesto, la complejidad de estas sustancias es mucho mayor. Es más, ni siquiera los propios investigadores comprenden cómo es que su superficie es extremadamente pegajosa, algo inusual en sustancias tan rígidas. En cualquier caso, con esta simplificación nos podemos hacernos una idea. Así pues, un gel vítreo es un polímero hidratado con un líquido iónico y con una proporción de agua de más del 50%, normalmente del 60%. Esta gran cantidad de agua hace de estos materiales buenísimos conductores de la electricidad, dotándolos así de incluso más propiedades interesantes para la industria.

Y, si por propiedades fuera, no podríamos detenernos aquí. Los geles vítreos resultan que también pueden repararse a sí mismos, simplemente aplicando calor. Y, hablando de calor, son materiales con memoria, ósea: podemos deformarlos cuando están fríos y forzar que recuperen su forma al calentarlos. Los investigadores ya han empezado a imaginar aplicaciones y sugieren todo tipo de usos en la industria tecnológica, tanto para circuitos como para recubrimientos. Ahora solo tienen que cumplir lo prometido y, a ser posible, no costar un riñón.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Es posible que la prensa empiece a exagerar las aplicaciones de estos nuevos materiales, pero, aunque los investigadores ya han sugerido usos interesantes, no han prometido nada y, a partir de sus declaraciones, parecen bastante convencidos de que todavía queda mucho por demostrar en cuanto a su viabilidad industrial.

REFERENCIAS (MLA):

• “Glassy Gels Toughened by Solvent” Nature [[LINK:EXTERNO|||http://dx.doi.org/10.1038/s41586-024-07564-0" target="_blank">]]