El milagro de los materiales compuestos

Los materiales compuestos son amalgamas sólidas, constituidas por dos o más sustancias, que superan por sus propiedades a los ingredientes originales. Tomemos como ejemplo la fibra de vidrio, que se emplea comúnmente en cascos de embarcaciones, cañas de pescar, arcos, flechas y otros artículos deportivos.a Para elaborarla se introducen finos filamentos de vidrio en una matriz de plástico (llamado polímero) de consistencia líquida o gelatinosa. Al endurecerse el polímero, se obtiene un producto ligero, fuerte y flexible. Cuando se varían el tipo de fibra y la matriz, se diversifica enormemente la cantidad de materiales compuestos obtenibles. Por supuesto, los sintéticos son toscos en comparación con los naturales que se hallan en el hombre, los animales y las plantas.

En vez de fibras de vidrio o de carbono, en el hombre y en los animales se encuentra una proteína fibrosa: el colágeno. Esta es la base de los materiales compuestos que aportan fortaleza a la piel, los intestinos, los cartílagos, los tendones, los huesos y los dientes (con la excepción del esmalte).b Cierta obra señala que “entre los materiales compuestos estructurales más avanzados que conocemos” figuran los elaborados a partir del colágeno.

Tomemos como ejemplo los tendones, que conectan los músculos a los huesos. Son extraordinarios, no solo por la resistencia de sus fibras basadas en el colágeno, sino por su magistral entrelazamiento. En su libro Biomimicry (Biomimetismo), Janine Benyus escribe que el tendón trenzado “es casi increíble por su precisión en múltiples niveles. El tendón del antebrazo es un haz retorcido de cables, como los de un puente colgante. A su vez, cada cable es un haz retorcido de cordones, y cada cordón, un haz retorcido de moléculas formadas (¡cómo no!) por haces helicoidales de átomos. Vez tras vez se despliega belleza matemática”. La autora agrega que revelan “magnífica ingeniería”. ¿Extraña acaso que haya científicos que afirmen inspirarse en los diseños de la naturaleza? (Compárese con Job 40:15, 17.)

Como ya se ha indicado, los materiales compuestos de origen sintético palidecen en comparación con los naturales. Con todo, son productos magníficos, que figuran entre los diez logros más destacados de la ingeniería de los últimos veinticinco años. Por ejemplo, los que se basan en fibras de grafito o de carbono han conducido a nuevas generaciones de piezas de aviones y naves espaciales, artículos deportivos, automóviles de Fórmula 1, yates y miembros ortopédicos ligeros, por citar unos pocos de un inventario en constante crecimiento.