Los plásticos son materiales poliméricos que se obtienen a partir del petróleo. Son ampliamente utilizados en nuestra vida cotidiana debido a sus propiedades únicas, como su maleabilidad, baja densidad, impermeabilidad y capacidad de aislamiento. Sin embargo, a menudo se considera que los plásticos tienen una conductividad eléctrica muy pobre, lo que los convierte en excelentes aislantes para cubrir cables eléctricos. Aunque esto es cierto en la mayoría de los casos, existen formas de hacer que el plástico sea conductor. En este artículo, exploraremos cómo se logra la conductividad en los plásticos, los diferentes tipos de plásticos conductores y sus aplicaciones.
¿Cómo hacer conductor el plástico?
Tradicionalmente, se ha creído que los plásticos son malos conductores debido a su estructura molecular y la falta de electrones libres en su red. Sin embargo, los científicos han descubierto que se pueden fabricar plásticos conductores mediante la adición de ciertos compuestos y dopantes.
Uno de los métodos más comunes para hacer que el plástico sea conductor es mezclarlo con una alta concentración de negro de carbono filamentoso y un compuesto coquizado. Estos compuestos actúan como cargas conductoras y proporcionan una ruta para que la electricidad fluya a través del plástico.
Además, para que un plástico sea conductor, debe tener un sistema de electrones π conjugados, que consiste en la superposición de sistemas de electrones π en la estructura del polímero. Esto se logra introduciendo un sistema π-conjugado en el polímero. También es necesario dopar químicamente o electroquímicamente el plástico, lo que implica ganar o perder electrones en las cadenas de polímeros a través de un proceso redox.
Tipos de plásticos conductores
Existen dos tipos principales de plásticos conductores: los conductores plásticos estructurales y los conductores plásticos compuestos.
Conductores plásticos estructurales
Los conductores plásticos estructurales son plásticos que son inherentemente conductores por sí mismos. La estructura polimérica de estos plásticos proporciona portadores conductores, como electrones o iones, lo que les confiere conductividad eléctrica. Sin embargo, la conductividad de estos plásticos puede aumentar significativamente mediante la adición de dopantes químicos o electroquímicos. Algunos ejemplos de plásticos conductores estructurales son el poliacetileno dopado con yodo o pentafluoruro de arsénico.
Estos plásticos conductores estructurales tienen diversas aplicaciones, como la fabricación de baterías de plástico de alta potencia, condensadores de alta densidad energética, materiales absorbentes de microondas, entre otros.
Conductores plásticos compuestos
En los conductores plásticos compuestos, el propio plástico no es conductor de la electricidad, sino que actúa como un aglutinante. La conductividad se logra mediante la mezcla de sustancias conductoras, como el negro de carbono o polvos metálicos, en el plástico. Estas sustancias conductoras se conocen como cargas conductoras y proporcionan portadores para la conductividad eléctrica.
Los conductores plásticos compuestos son fáciles de preparar y tienen una amplia gama de aplicaciones prácticas. Se utilizan en interruptores, componentes sensibles a la presión, conectores, blindajes electromagnéticos, resistencias y células solares, entre otros.
Aplicaciones de los plásticos conductores
La conductividad del plástico ha abierto un entorno de posibilidades en diversas industrias. Algunas de las aplicaciones más destacadas incluyen:
- Aditivos antiestáticos: los plásticos conductores se utilizan para evitar la acumulación de cargas estáticas en productos electrónicos y dispositivos sensibles.
- Pantallas antielectromagnéticas: se utilizan en ordenadores y dispositivos electrónicos para proteger contra interferencias electromagnéticas.
- Células solares: los plásticos conductores se utilizan en la fabricación de células solares flexibles y de bajo costo.
- Diodos emisores de luz: se están investigando los plásticos conductores para su uso en la fabricación de LEDs flexibles y eficientes.
- Pantallas de televisión en miniatura: los plásticos conductores se utilizan en pantallas flexibles de alta resolución.
- Investigación en ciencias de la vida: los plásticos conductores se utilizan en la fabricación de electrodos para estudios electrofisiológicos y biosensores.
Además, la combinación de conductores plásticos y nanotecnología está impulsando el desarrollo de la electrónica molecular. Esto permitirá aumentar la velocidad y reducir el tamaño de los dispositivos electrónicos en el futuro.
Aunque los plásticos son conocidos por su baja conductividad eléctrica, es posible hacer que sean conductores mediante la adición de compuestos y dopantes. Los plásticos conductores se dividen en dos categorías principales: los conductores plásticos estructurales y los conductores plásticos compuestos. Estos plásticos tienen una amplia gama de aplicaciones en diferentes industrias, como la electrónica, la energía solar y las ciencias de la vida. La conductividad del plástico ha abierto nuevas oportunidades en el campo de la tecnología y continuará impulsando la innovación en el futuro.
(Consultas habituales)
¿Todos los plásticos pueden ser conductores?
No, no todos los plásticos pueden ser conductores. La conductividad del plástico depende de su estructura molecular y de la presencia de sistemas de electrones π conjugados.
¿Cuál es la diferencia entre los conductores plásticos estructurales y los conductores plásticos compuestos?
Los conductores plásticos estructurales son plásticos que son inherentemente conductores por sí mismos, mientras que los conductores plásticos compuestos requieren la adición de cargas conductoras, como el negro de carbono o polvos metálicos, para obtener conductividad eléctrica.
¿Cuáles son algunas de las aplicaciones de los plásticos conductores?
Algunas de las aplicaciones de los plásticos conductores incluyen aditivos antiestáticos, pantallas antielectromagnéticas, células solares, diodos emisores de luz, pantallas de televisión en miniatura y dispositivos para la investigación en ciencias de la vida.
¿Cuál es el futuro de los plásticos conductores?
Se espera que los plásticos conductores sigan desempeñando un papel importante en el desarrollo de la electrónica molecular y la miniaturización de dispositivos electrónicos en el futuro.
Si te ha interesado Conductividad del plástico: propiedades y aplicaciones, te invitamos a explorar más sobre plásticos, policarbonatos y acrílicos en nuestra categoría Plásticos.