REVISTA DE INGENIERIA DYNA

E I Minotauro de las antiguas leyendas cretenses, mitad toro y mitad hombre, era un monstruo que mataba a cuantos se atrevían a entrar en el Laberinto, hasta que lo venció Teseo. Es un buen ejemplo de material híbrido, según explica el profesor John Hay, de la Universidad de Surrey, cuando afirma: "Si el siglo XIX fue el de las cerámicas y el XX el de los polímeros, el XXI será la era de los híbridos".

Se llaman materiales híbridos a los que son en parte orgánicos y en parte inorgánicos. La naturaleza fabri¬ca muchos de estos materiales, quizá el más notable es el hueso, que reúne cualidades como dureza y rigidez que no se encuentran en ningún material sintético. Otros importantísimos híbridos son las conchas de los moluscos. Por ejemplo, la del ostión, com¬puesta principalmente por calcio pero que se organiza y se es¬tructura alrededor del otro componente orgánico, los biopolímeros complejos.

Aunque en muy bajas concentraciones, los biopo¬límeros no sólo hacen que las conchas resulten de una extraordinaria dureza, sino que forman una especie de andamio sobre el que se van depositando las molé¬culas de carbonato cálcico formando la estructura de
las valvas. Los complicados esquele¬tos de las diatomeas, algas marinas unicelulares, se forman igualmente sobre moléculas de polipéptidos, igual que las espículas de sílice que forman la base de las esponjas. Estos híbridos naturales, como la diatomita, son objeto de imitación por los cientí¬ficos y químicos de todo el mundo. Un equipo de la Universidad de Su¬rrey ha desarrollado un híbrido (un material orgánico fluorescente incor¬porado a una sílice inorgánica) que es un detector de bajos niveles de ra¬dioactividad.

La sílice porosa permite que el agua se difunda en el sensor hasta entrar en contacto con él. El sensor se ilumina en cuanto existe algún ni¬vel de radiación, aunque sea muy ba¬jo. La porosidad de la sílice cristalina es crítica para el buen funcionamien¬to del sensor. La industria nuclear y los fabricantes de radioisótopos ya han mostrado su interés por este aparato patentado.

El equipo ha desarrollado otros híbridos a base de sílice y polímeros en los que, como en la concha de los moluscos, su estructura viene deter¬minada por el polímero. Algunos de ellos pueden ser de materiales poro¬sos y la forma y tamaño de los poros se pueden controlar con total precisión mediante la eliminación del com¬ponente orgánico del material. En otro de los materiales híbridos que están diseñando, el componente inorgánico es la arcilla (silicato de alumi¬nio), que también se combina con polímeros. En estos materiales, las nanopartículas de arcilla intercaladas en la matriz polimérica constituyen una barrera que retarda la difusión de las moléculas a través del polímero, ofreciendo una buena resistencia contra el fuego y contra el paso de lí¬quidos o gases.

El hecho de que los híbridos de polímeros e inorgánicos se puedan ensamblar solos, como sucede en las conchas de los moluscos y los es¬queletos de las diatomeas, formando estructuras muy complejas y pre-or¬denadas con propiedades mecánicas, químicas y en su caso eléctricas perfectamente programables, hace que estos híbridos sean ideales para aplicaciones en el moderno campo lla¬mado BIN (Biotecnología, Informática y Nanotecnología).

La nanotecnología requiere contínuamente estructuras auto-ensam¬blantes, porque si no es así, es muy difícil ensamblar dispositivos forma¬dos por unas pocas moléculas. Los materiales híbridos modelados sobre estructuras como las óseas y valva¬res, incluso tomando a veces mate¬riales de ellas, tienen un gran futuro en aplicaciones como revestimientos de fachadas resistentes a los raspa¬duras y las pintadas, envases para alimentos, componentes de automo¬ción y revestimientos ignífugos.

Otras aplicaciones en las que se pueden aprovechar las pro¬piedades de estos materiales biomiméticos son los siste¬mas de administración de medicamentos, catalizado¬res, filtros finos, vectores para la administración de ge¬noterapia y vacunas, nano¬dispositivos electrónicos, aparatos de diagnóstico,
4sensores de contaminación y muchas más.

Para ayudar a la Universidad y a la industria a man¬tener sus contactos y desarrollar y explotar estos interesantísimos mate¬riales, el Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSEC), un organismo público que financia proyectos de investigación científica, ha creado una nueva red informática llamada HibridNet para aumentar la actividad investigadora y facilitar la colaboración entre los grupos que re¬alizan investigaciones en este campo. Hasta ahora participan en el proyecto 10 Universidades y 16 empresas, bajo la coordinación del profesor Hay.