Burbujas por miles de millones

Si la película clásica de los sesenta El graduado fueron rehechos hoy, Benjamin podría recibir dos palabras de consejo en lugar de una: plásticos microcelulares. Estos materiales poliméricos, impregnados por burbujas de menos de 50 micrones de diámetro, son resistentes, ligeros y pueden fabricarse con características notablemente delgadas que sugieren todo tipo de usos. Ahora la gente solo tiene que averiguar cuál de ellos debe darse cuenta primero.



Los plásticos microcelulares (MCP) son una creación de Nam Suh, jefe del Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT, quien inventó el proceso para fabricarlos en 1979. La idea fue provocada por una pregunta planteada durante el almuerzo por un ejecutivo de Eastman Kodak que estaba tratando de diseñar un forma de que su empresa reduzca la cantidad de plásticos utilizados en sus productos, y así reducir los costos de fabricación, sin sacrificar las propiedades físicas, recuerda Suh. Los ahorros podrían ser sustanciales, dado que los plásticos espumados se utilizan ampliamente para embalaje, aislamiento térmico, almohadillado y platos desechables, entre otros artículos. Suh sugirió rápidamente introducir burbujas microscópicas en el polímero para reducir la cantidad de material utilizado.

Lucha contra la resistencia bacteriana

Esta historia fue parte de nuestro número de enero de 1998





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Tener la idea fue fácil, recuerda. La parte difícil fue averiguar cómo hacerlo.

Con la ayuda de varios estudiantes del MIT, Suh dio con una técnica que implicaba mezclar gas con plástico líquido a alta presión y luego bajar repentinamente la presión para formar burbujas (también llamadas huecos o células) que se distribuyen uniformemente por todo el material. El enfoque de Suh creó burbujas mucho más pequeñas y más densamente empaquetadas que el método convencional de agregar partículas de impurezas a las partículas fundidas del polímero que crean discontinuidades en el polímero, que a su vez dan lugar a vacíos. La cantidad de huecos que puede hacer de esa manera está limitada por el hecho de que no puede agregar demasiadas impurezas sin arruinar el material original, explica Suh. Además, los huecos en los plásticos espumados convencionales tienen típicamente al menos 200 micrómetros de diámetro.

por supuesto que no sabes nada de ciencia

Suh patentó su proceso en 1984, pero suspendió el trabajo en MCP hasta 1988, cuando regresó al MIT después de servir durante cuatro años como subdirector en la National Science Foundation.



Suh sostiene que los fabricantes de muchos, si no la mayoría, de productos plásticos podrían ahorrar materiales y dinero mediante el uso de MCP. Debido a que los pequeños huecos están tan densamente empaquetados (del orden de 10 mil millones de células por centímetro cúbico), los MCP usan mucho menos material que los plásticos espumados convencionales. En pocas palabras, contienen una mayor proporción de espacios vacíos. Podemos reducir los costos de material entre un 10 y un 95 por ciento, según la aplicación, señala Suh. Y al usar menos material en general, se necesita menos energía para la fabricación y habrá menos desechos que eliminar o reciclar más adelante. Además, los MCP son más capaces que los plásticos convencionales para resistir roturas, roturas, fatiga y bajas temperaturas, según Matt Pallaver, vicepresidente ejecutivo de Trexel, Inc., una empresa formada en 1994 para desarrollar usos comerciales para los nuevos materiales. (Trexel es el sucesor de Axiomatics, una empresa fundada por Suh en 1983 para fabricar instrumentación para la industria de procesamiento de plásticos).

Una gran área para nosotros es el desarrollo de nuevos productos delgados: espumas plásticas que son tan delgadas como el papel, dice. Estos podrían usarse, por ejemplo, como revestimientos para cables de comunicaciones de datos. No puede usar espumas convencionales para esto porque las células en sí son más grandes que lo que está tratando de hacer, explica.

Trexel ahora está trabajando con los principales fabricantes de plásticos para desarrollar al menos 18 aplicaciones diferentes para el material. Los representantes de Trexel no pueden discutir los detalles de estos proyectos por razones de propiedad, pero dicen que las aplicaciones que están explorando incluyen partes automotrices, tuberías, carcasas aisladas para cables y alambres, materiales de construcción, contenedores (como botellas y latas) y en los platos y vasos desechables de gama baja. Todavía estamos tratando de encontrar nuevas aplicaciones, dice Pallaver.

Con nuevos usos para los plásticos que se descubren todos los días, agrega Chul Park, un ingeniero mecánico de la Universidad de Toronto que trabajó con Suh en el MIT, los MCP tienen más potencial de mercado del que la gente puede imaginar.



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