Materiales ÓPticos Elaborados Por Proceso Sol-Gel

Los materiales ópticos elaborados por procesado sol-gel es un tema de gran actualidad y en pleno desarrollo como ha demostrado el reciente symposium de la Sociedad Americana de Optica titulado «Sol-gel optics» que tuvo lugar en San Diego (1), Este nuevo tema de investigación permitirá desarrollar una gran variedad de nuevos materiales. Citando a^M. Ebelmen (2): «En una comunicación a la Academia en el 19 de agosto 1844 se puso de manifiesto que cuando se expone a la humedad uno de los dos éteres silíci-cos, el líquido acaba por solidificarse en una masa transparente. Este producto, muy débil y frágil en los primeros días de la solidificación, se contrae cada vez más bajo la influencia del aire húmedo, quedando totalmente claro. El producto final es duro, ralla fácilmente el vidrio, posee gran cohesión y tanto su fractu-ra como transparencia finales son comparables a las del cristal de roca más limpio, siendo su densidad de 1,77 g/cm Es un hidrato que contiene dos veces más oxígeno que la sílice, en el agua y cuya fórmula es (SiO) 2HO, Una condición esencial para que el producto no se agriete durante la contracción antes de llegar a la fórmula final (SiO) 2HO es que no se le deje entrar aire húmedo nada más que por una abertura de pequeño diámetro. «Es de esperar que este hidrato de sílice se pueda usar en instrumentos ópticos y en ese sentido voy a llevar a cabo varios experimentos». Hasta aquí la cita histórica de M, Ebelmen (Compte-rendus de la Académie des Sciences, página 502, año 1845), Así pues, Ebelmen tenía razón cuando auguraba una aplicación óptica para los geles y los materiales elaborados por procesado del tipo sol-gel.
Este procedimiento pone en juego reacciones de polimerización inorgánica (3) (4), Así pues, se puede obtener una red macromolecular de sílice vía hidrólisis y condensación de precursores moleculares. Según la vía de síntesis elegida, fase acuosa o fase orgánica, esos precursores son sales minerales o bien compues-tos órgano-metálicos del tipo alcóxidos (5), La vía orgánica es más versátil, pues permite ajustar la tasa de hidrólisis y obtener geles poliméricos débilmente hidrolizados, o bien especies coloidales con alto grado de hidrólisis. El control de la porosidad, por ejemplo, se usa en numerosas aplicaciones para variar el índice de refracción en productos anti-reflectantes, GRIN, etc. La porosidad residual permite además realizar impreg-naciones con compuestos orgánicos y sintetizar nuevos materiales (6). Así, la presencia de compuestos orgá-nicos permite ampliar el número de materiales con aplicaciones específicas en: absorción-luminiscencia, lá-ser, óptica no-linear, captadores, indicadores… permitiendo la síntesis de matrices híbridas orgánicas-inorgánicas. Las modificaciones del gel dan lugar a interesantes propiedades electroquímicas, de manera que estos geles se pueden utilizar como materiales electrocerámicos (WOp VjOs* TÍO2) en células de almacenamien-to (7-10). Las transferencias electrónicas de óxido-reducción en la interfase óxido-solución pueden igual-mente aprovecharse en la fotoquímica y fotelectroquímica de geles y de coloides (11). El gran interés de los geles no está sólo asociado a sus propiedades físico-químicas (12) (13) (conducti-vidad electrónica, iónica o propiedades ópticas), sino también a las grandes posibilidades que ofrece el esta-do fluido de los soles en el dominio de la elaboración de materiales. La viscosidad ajustable de los soles y geles permite elaborar fácilmente fibras por estirado o por extrusión, o películas por templado, pulveriza-ción o spin-coating (15) (16). (Hasta aquí la traducción de la Presentación del escrito del investigador fran-cés Clément Sánchez sobre, aplicaciones ópticas del proceso sol-gel). A partir de este número la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio ofrece a sus lectores en versión original el texto completo de un escrito del investigador C. Sánchez, de la Universidad de París, que recien-temente visitó el Instituto de Cerámica y Vidrio del CSICyla Universidad Jaime I de Castellón, impartien-do unas apasionantes conferencias sobre las grandes posibilidades que tiene el proceso sol-gel en la elabora-ción de nuevos materiales. Esperamos que la publicación de este texto en tres artículos consecutivos será del interés de nuestros lectores, ya que estas tecnologías están abriendo nuevas posibilidades también en el campo de los materiales cerámicos y de los vidrios.
J. Ma, RINCÓN
Redactor Jefe del Boletín SECV
BIBLIOGRAFÍA
1. «Sol-Gel Optics», J. D. MACKENZIE and D. R. ULRICH Ed, S.RI.E. Proc. Ser. (1990) 1328.
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6. E. J. A. POPE, M. AsAMiand J. D. MACKENZIE, J. Mater Sei.  E. J. A. POPE, M. AsAMiand J. D. MACKENZIE, J. Mater Sei.
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12. J. LivAGE, P. BARBOUX, M. NABAVI and P. Judeinstein, Mat. Res. Symp. Proc. 135, (1988) 131.
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