Científicos del CNRS han desarrollado una nueva familia de polímeros con azufre, estables y capaces de emitir luz sin añadir colorante. Este trabajo, publicado en
Angewandte Chemie, abre el camino a nuevos materiales y películas plásticas funcionales con propiedades inéditas.
Los plásticos, omnipresentes en nuestra vida diaria, están hechos de polímeros, esas grandes moléculas o cadenas formadas por la repetición de bloques elementales llamados monómeros. Los más comunes, llamados plásticos de consumo, son el polietileno o el polipropileno, formados únicamente por átomos de carbono e hidrógeno.
Azufre de Sicilia en el Museo de Mineralogía, París.
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La introducción de otros átomos a lo largo del esqueleto de la cadena polimérica o en grupos laterales permite acceder a funcionalidades enriquecidas; se habla entonces de polímeros especiales o polímeros (multi)funcionales. Entre ellos, los que contienen azufre suscitan mucho interés porque este átomo rico en electrones puede conferir propiedades ópticas, químicas o mecánicas originales al material.
En muchos polímeros que contienen azufre, la distribución de los átomos de azufre a lo largo de la cadena polimérica está muy poco controlada. Estos polímeros azufrados son amorfos, blandos y poco resistentes al calor, lo que limita mucho sus prestaciones y aplicaciones. Todo el reto reside, por tanto, en el desarrollo de bloques moleculares capaces de garantizar una disposición regular de los átomos de azufre a lo largo de la cadena.
Esto es justo lo que acaban de lograr científicos del Instituto de Ciencia de Materiales de Mulhouse (CNRS/Universidad de Alta Alsacia), de la Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau (Alemania) y del Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe GmbH (IVW).
Para lograrlo, los científicos diseñaron un nuevo bloque molecular que "programa" de antemano el espaciado regular de los átomos de azufre en la futura cadena polimérica. Bajo la acción de la luz, este bloque reacciona rápidamente con compuestos azufrados simples para formar polímeros estables, conservando al mismo tiempo una disposición muy ordenada de los átomos de azufre. Esta reacción, inducida por la luz, puede llevarse a cabo en condiciones suaves y en ausencia de catalizador metálico, alcanzando rápidamente altos pesos moleculares y tasas de conversión.
Los polímeros obtenidos son materiales semicristalinos estables incluso a alta temperatura. Pero aún mejor: bajo irradiación ultravioleta, emiten luz sin adición de colorante fluorescente.
Esta emisión de luz proviene de la disposición regular de los átomos de azufre en el interior del material, que permite interacciones electrónicas originales. Este fenómeno abre perspectivas para aplicaciones en óptica, detección o en el campo de los materiales funcionales.
Más allá de las nuevas propiedades puestas de manifiesto, este trabajo se inscribe en una amplia reflexión sobre procesos de síntesis eficientes y con bajo consumo de recursos, que puedan contribuir al desarrollo de plásticos más eficientes y duraderos, mejor adaptados a los retos tecnológicos y medioambientales actuales.
Redactor: CCdM
Fuente: CNRS INC