Hace cincuenta años, una química que trabaja para DuPont, en Estados Unidos, creó un plástico liviano, flexible y muy resistente. Stephanie Kwolek había inventado una sustancia que era cinco veces más fuerte que el acero del mismo peso, tanto como para detener balas y desviar puñaladas. Desde entonces el poliparafenileno tereftalamida, más conocido como kevlar, se ha usado para fabricar desde chalecos antibalas a cascos para soldados. Pero, a medio siglo de su creación y tras enormes avances en la ciencia y la ingeniería, ¿sigue siendo el kevlar el material más eficiente a la hora de protegernos? El kevlar es un polímero. Los polímeros son sustacias hechas de una gran cantidad de unidades repetidas (monómeros) que se unen. En el kevlar, los monómeros se unen en estructuras con forma de anillo, similares a las del benceno; esta estructura es la clave de las propiedades del material.
BALAS Y BENCENO
«El kevlar fue revolucionario porque, por su estructura química, las cadenas del polímero están forzadas a alinearse en una sola dirección», explica Asa Barber, profesor de Ingeniería de materiales avanzados de la Universidad de Portsmouth. «Las cadenas de un polímero ordenadas al azar son como una maraña de cuerdas, fáciles de separar. Pero cuando se ponen las cuerdas una junto a la otra, la estructura gana mucha fuerza. Así funciona el kevlar. Los abultados grupos de benceno juegan un papel importante. Es como tener una serie de enormes nudos colgando a los lados de una cuerda: los nudos impiden que la cuerda se doble. Estos “grupos laterales” también hacen que la cadena solo pueda ordenarse en una dirección».
Para que un material sea a prueba de balas, también debe ser capaz de absorber energía y dispersarla en todo su volumen para disminuir la fuerza del impacto. El kevlar es un material rígido, de baja densidad, que ejecuta esa tarea a la perfección. Para hacer un chaleco antibalas, se hilan las fibras del polímero y luego se entretejen. Después, varias capas del tejido resultante son prensadas en caliente con resina para formar compuestos.
Cuanto más finos son los hilos usados, más denso es el tejido y mayor la capacidad de resistir impactos de bala. La protección funciona en tres fases: primero, la bala golpea el compuesto; luego, el impacto hace que las capas comiencen a separarse; y finalmente, las fibras se rompen para detener el proyectil. Para proteger el cuerpo de balas de alta velocidad o antiblindaje, se colocan en los chalecos placas cerámicas hechas de carburo de silicio o aluminio que protegen los órganos vitales.
De ahí que el diamante negro pueda convertirse en la cerámica antibalas del futuro. El diamante negro, también conocido como carburo de boro, es el tercer material más duro de la Tierra (solo superado por el diamante y el nitruro de boro). Hasta ahora, la contra del diamante negro es su elevado precio. Pero el doctor Isaac Chang, experto en procesamiento de materiales de la Universidad de Birmingham, acaba de patentar una forma para producirlo más barato.