Aproximación a las propiedades mecánicas de geles poliméricos mediante el estudio de la topología

Abstract

Los geles polimericos son materiales blandos cuya consistencia y propiedades se encuentran a caballo entre las de un sólido y las de un líquido. Se describen como un conjunto de cadenas poliméricas sumergidas en un disolvente; capaces de moverse y difundir en su seno. Estas cadenas pueden interactuar entre sí formando enlaces que eventualmente originaran una red tridimensional. Esta estructura de red permite al gel mantener su forma y mostrar cierto comportamiento elastico, a la vez que mantienen una consistencia blanda. Ejemplos de geles físicos son el queso o la gelatina, formados por la unión de macromoléculas que, en su caso, son proteínas. Los geles o redes supramoleculares que estudia este trabajo se diferencian de los tradicionales sólidos elastómeros en que los enlaces entre cadenas que sustentan la red son reversibles, pudiendo formarse y romperse a lo largo del tiempo. Sus interesantes propiedades mecánicas han hecho que sean propuestos para numerosas aplicaciones. Entre las mas actuales, se destaca su utilización para la dosificación de fármacos aprovechando su capacidad de auto difusión ; junto con la creación de andamios celulares para la regeneración de tejidos. Otras aplicaciones interesantes se dan en robótica blanda, donde se estudia su utilización para la creación de piezas prensiles sensibles para el manejo de material delicado. El motivo de este trabajo surge de la desviación que presenta el comportamiento elástico experimental frente al teórico esperado. En las teorias clásicas de la elasticidad de elastómeros, como el modelo de red afín; se consideran redes ideales e isótropas. Sin embargo, las redes que forman a los polímeros pueden presentar varios defectos en su estructura, como formación de bucles libres entre cadenas, o la existencia de extremos de cadena libres que no contribuyen a soportar esfuerzos.