Resumen de Interrelation between transport properties in phosphate glasses through their atomic structure
A lo largo de la historia han sido numerosos los ejemplos en los que la humanidad ha visto limitada la puesta en práctica de los conocimientos científicos adquiridos fundamentalmente a través de la observación de su entorno, no por unos desarrollos teóricos incorrectos o por una falta de solidez en los planteamientos, si no por el mero hecho de que los materiales conocidos hasta el momento no eran capaces de soportar y hacer viables los avances tecnológicos demandados por una creciente población mundial con nuevas necesidades a las que dar respuesta.
Gran parte de lo que en siglos pasados se fiaba a la intuición o a la buena suerte con una ciencia basada esencialmente en la prueba y el error, actualmente se fundamenta en la aplicación de los constantes descubrimientos en física y química básica al diseño de nuevos materiales que den respuesta al vertiginoso avance de la tecnología del que somos testigos hoy en día y, que además, tanto su fabricación como su uso sean sostenibles desde el punto de vista medioambiental. Hoy en día, este diseño a medida conlleva modelizar las estructuras moleculares a partir de las cuales se puedan deducir las propiedades físicas y químicas que permitan la producción de prototipos reales de aquellos modelos con mayores posibilidades de poseer las características adecuadas para una aplicación determinada con el consiguiente ahorro de tiempo, costes y recursos naturales.
El vidrio, lejos de ser un material de nueva creación remonta sus orígenes a varios milenios con técnicas convencionales de producción bien establecidas. Se trata de un material con una presencia importante en nuestra sociedad que ha sido empleado tradicionalmente como elemento arquitectónico o para la fabricación de envases. Sin embargo, las constantes innovaciones llevadas a cabo en el campo de los materiales vítreos a lo largo del siglo XX han tenido como principal objetivo reinventar este material tradicional gracias a la versatilidad de composiciones que puede presentar dotándole de un alto valor añadido. Así, está presente en muchas de las áreas más relevantes de la Ciencia de los Materiales y la Tecnología, con aplicaciones que van desde la construcción al más alto nivel a la biomedicina, desde la microelectrónica hasta la óptica o la astronomía.
La gran mayoría de los vidrios producidos a nivel industrial, envases y vidrio plano, son vidrios basados en SiO2 debido a su alta estabilidad mecánica y química. La adición de B2O3 a vidrios de silicato, donde el boro actúa como un segundo formador de red, dio lugar a un nuevo grupo de vidrios con mejores propiedades, como los vidrios de laboratorio Pyrex®. Pero es el P2O5, tercer formador de red, el que ha originado un extenso campo de investigación de materiales vítreos dedicados fundamentalmente a aplicaciones especiales.
Es llamativa la abundancia de datos que se encuentra en la literatura sobre vidrios de silicatos y borosilicatos que copan las bases de datos de materiales vítreos si lo comparamos con los vidrios de fosfato, de los que apenas se encuentran referencias remontándose muchas de ellas a los años cincuenta y sesenta o limitándose en muchos casos a composiciones muy concretas y habitualmente complejas a las que se ha encontrado una aplicación muy específica que ha hecho necesario su estudio.
Probablemente, algunas de las razones sean, entre otras, tanto las dificultades que conlleva la obtención de los vidrios de fosfato, como el posterior procesamiento y manipulación debido a la alta tendencia a desvitrificar y a su alta higroscopicidad las que han impedido en muchos casos su producción a nivel industrial y han frenado posiblemente el estudio de sus propiedades fisicoquímicas en profundidad. Es por ello que a lo largo de esta tesis se ha hecho un esfuerzo por completar y en muchos casos actualizar los datos relativos a las propiedades de transporte y a la estructura de una gran variedad de vidrios de fosfato binarios y ternarios, porque creo firmemente en que los resultados que se derivan de la investigación básica juegan un papel crucial, y así lo han demostrado los recientes premios Nobel otorgados, sentando las bases sobre las que cimentar el diseño y modelización en este caso de materiales vítreos de fosfato con nuevas aplicaciones que quizás estén aún por descubrir.
