Los materiales eléctricamente conductores basados en termoplásticos idealmente combinan la conductividad eléctrica de los metales, con la procesabilidad a baja temperatura y la estabilidad quimica de los polímeros. Su conductividad eléctrica se basa en lograr la percolación de una carga electricamente conductora. Un caso especial y muy interesante son aquellos materiales compuestos con doble percolación. La doble percolación es un fenómeno que permite obtener altas conductividades eléctricas usando un fracción mínima de fase conductora. Esto permite optimizar la cantidad de material conductor que típicamente tiene un costo mayor al de la matriz, y usualmente evita comprometer las propiedades mecánicas del material compuesto resultante. Esto se combina con el hecho de que materiales 2D y 1D como el grafeno y los nanotubos de carbono pueden formar redes tridimensionales interconectadas que permiten alcanzar el punto de percolación a concentraciones relativamente bajas. Un aspecto clave de los compuestos diseñados cerca del umbral de percolación es su utilidad en aplicaciones de sensado. En estos materiales, pequeñas perturbaciones estructurales o ambientales inducen cambios drásticos en la resistencia eléctrica, lo que los convierte en buenos sensores para detectar deformaciones mecánicas, presión, cambios de temperatura y presencia de gases o disolventes. El monitoreo de la deformación a través de la conductividad eléctrica es especialmente atractivo en materiales poliméricos, ya que permite obtener una respuesta en tiempo real, sin necesidad de añadir transductores externos, y tiene gran aplicación en materiales compuestos de alto desempeño, como lo son los basados en fibra de carbono. Finalmente, un reto emergente y de gran interés consiste en diseñar compósitos que no solo conduzcan electricidad, sino que también posean la capacidad de autorrepararse en respuesta a un estímulo eléctrico. Este tipo de funcionalidad permite prolongar la vida útil de dispositivos y recubrimientos inteligentes, evitando fallas catastróficas en aplicaciones donde la continuidad eléctrica es crítica. En esta plática se mostrarán algunos resultados de materiales compuestos de polímero aislante, entre ellos poliestireno, polipropileno, poliacrilonitrilo y fluoruro de polivinilideno; con materiales conductores como son nanoplaquetas de grafeno, nanotubos y polianilina, usando técnicas no convencionales de procesado. Finalmente se mencionarán algunas aplicaciones en sensado y en autoreparación de materiales compuestos.

El autor agradece el apoyo del proyecto interno de CIQA-6787-F-Preparación de membranas fibrosas con celulosa para la realización de este proyecto y a la Dra. Maria Lizet García Salazar la preparación de muestras.