De los televisores de pantalla plana a su smartphone: el elemento boro merece más atención
Cada vez que ve un deporte en un televisor de pantalla plana o envía un mensaje tocando la pantalla de su smartphone, dé las gracias a un héroe olvidado de la tabla periódica: el boro.
El boro, a menudo etiquetado erróneamente como un elemento «aburrido», desempeña un papel versátil en nuestras vidas.
Es el ingrediente clave del vidrio de borosilicato, conocido por su excepcional resistencia a los cambios térmicos y a los productos químicos, y por su capacidad para soportar los impactos. Esto significa que los utensilios de cocina de vidrio pueden meterse en un horno caliente directamente desde el congelador, y que los equipos de laboratorio, como los vasos de precipitados y los tubos de ensayo, pueden soportar la corrosión.
Los imanes de neodimio, en los que el boro desempeña un papel en la formación de la estructura cristalina y en la retención de la magnetización, se encuentran entre los imanes permanentes más fuertes disponibles en el mercado. El boro también se utiliza para preparar detergentes, soluciones tampón, insecticidas, aislantes y semiconductores.
Los suelos de Australia pueden ser deficientes en boro, y el fertilizante que contiene boro se utiliza para ayudar al crecimiento de las raíces y la floración.
Aunque investigo la química del boro para la conversión y el almacenamiento de energía, el elemento tiene una rica historia con muchas aplicaciones prácticas.
¿Qué hace que el boro sea tan especial?
Debido a su reactividad, el boro existe naturalmente sólo en combinación con otros elementos, formando ácido bórico y sales inorgánicas conocidas como boratos.
Una de las razones principales por las que el boro es tan versátil es su naturaleza deficiente en electrones, lo que significa que es muy propenso a aceptar electrones de otros elementos y forma fácilmente muchos compuestos interesantes tanto con metales como con no metales.
Por ejemplo, los boruros metálicos, compuestos formados entre el metal (M) y el boro (B), como el diboruro de renio, tienen una gran dureza debido a los extensos enlaces B-B y M-B. También existe el carburo de boro, que es una cerámica extremadamente dura y ligera que se utiliza en los chalecos antibalas y en el blindaje de los carros de combate.
El boro-10 (10B), un isótopo estable que puede aislarse mediante la destilación extensiva de compuestos volátiles de boro, ha dado lugar a la terapia de captura de neutrones de boro (BNCT) que trata los tumores malignos localmente invasivos, como el cáncer de cabeza y cuello recurrente.
En particular, el Premio Nobel de Química se ha concedido al menos tres veces a científicos que trabajan en el campo de la química del boro.
Una contribución reciente es la reacción de «Acoplamiento Suzuki» en 2010, que revolucionó la síntesis química y apoya el desarrollo de productos como las pantallas orgánicas emisoras de luz (OLED), que pueden utilizarse para televisores finos y coloridos.
Borón frente a carbono
El boro y el carbono son elementos vecinos en la tabla periódica y son similares en muchos aspectos. Sin embargo, podría decirse que el carbono ha gozado de mayor publicidad. Recientemente, se ha prestado mucha atención al grafeno -una capa atómica de átomos de carbono- que tiene muchos usos potenciales en la alta tecnología.
Al igual que los hidrocarburos, el boro forma una serie de boranos neutros que en su día se estudiaron como combustible para cohetes porque producen una enorme cantidad de energía al reaccionar con el oxígeno. Pero a menudo resultaban tóxicos y demasiado difíciles de controlar.
El boro elemental existe en 16 «alótropos» conocidos, es decir, diferentes formas del mismo elemento. El carbono tiene dos comunes: el diamante y el grafito.
La dificultad para controlar la formación de los alótropos de boro deseados ralentiza la investigación. En cambio, los materiales de carbono se pueden preparar y estudiar fácilmente.
Un papel fundamental en la conversión y el almacenamiento de energía
Es emocionante ver a científicos de todo el mundo afanándose en los laboratorios para encontrar nuevas formas de utilizar este pequeño y valiente elemento.
Aquí están algunas de las grandes cuestiones que están abordando:
1. El boro como fuente de energía
Algunos investigadores están examinando si podemos obtener energía del boro utilizando la fusión aneutrónica, una forma de energía de fusión en la que se liberan cantidades insignificantes de neutrones.
2. El boro como portador de energía
Los compuestos que contienen boro, nitrógeno e hidrógeno pueden almacenar y transferir eficazmente el hidrógeno. Esto es importante porque el hidrógeno es un candidato ideal para almacenar la energía producida por los parques eólicos y las plantas solares.
El borato difluoro (oxalato) de sodio, por otra parte, puede superar a algunos compuestos comerciales como sal electrolítica para las incipientes baterías de iones de sodio, lo que podría ser un gran candidato para el almacenamiento de energía a gran escala.
3. Boro para la conservación del calor
Algunas plantas de calentamiento de agua por energía solar y de generación de energía solar están utilizando tubos colectores de borosilicato para aprovechar la radiación reflejada de los espejos, de modo que las turbinas de vapor puedan accionarse de forma más eficiente.
También hemos visto normas de construcción más estrictas con respecto a la conservación del calor, que promueven el uso de boratos para el aislamiento de fibra de vidrio.
¿Presionado?
¿Debe el boro recibir más protagonismo?
Estoy seguro de que seguiremos viendo al boro como una estrella en nuestra sociedad impulsada por la tecnología. Desde los fertilizantes hasta las pantallas OLED, está preparado para tener un gran impacto.