Hoy en día estamos tan acostumbrados a los
materiales que tenemos que no apreciamos lo útiles que son y que sería muy
difícil poder vivir sin ellos. En muchas ocasiones los usamos con desprecio y
de una manera no adecuada. Solo apreciamos los materiales cuando vemos que se
están agotando y están en peligro o simplemente cuando se crean nuevos, porque
lo que más suele gustar a la gente es aquello que nunca han visto, las
innovaciones, pero en cuanto estas lleven ya unos años presentes en nuestra
vida pasarán a segundo plano, al igual que los materiales primarios.
Bueno, después de esta pequeña introducción sobre
los materiales os saludo. Ahora mismo estoy en época de exámenes finales, al
igual que todos, y apenas tengo tiempo de escribir en el blog, solo me queda un
último esfuerzo para poder disfrutar del verano. En esta entrada os voy a
hablar sobre los nuevos materiales, cuáles son y sus usos, espero que os guste.
Primero os voy a hablar sobre la fibra de carbono.
La fibra de
carbono es una fibra sintética constituida por finos filamentos y compuesto
principalmente de carbono. Cada filamento de carbono es la unión de muchas
miles de fibras de carbono. Sus propiedades son: alta flexibilidad, alta
resistencia, bajo peso, tolerancia a altas temperaturas y baja expansión
térmica. Pero son relativamente caros en comparación con otras fibras
similares.
Dónde más se le saca partido a esta fibra es en la
industria automovilística o aeronáutica.
Un material del que me fascinaron sus posibles
aplicaciones fue el grafeno, nos pusieron un vídeo en clase en el que se
mostraba sus usos y era una completa maravilla.
Al ver estos dos vídeos nos damos cuenta de las
maravillas que se pueden hacer con este material tan simple. El grafeno surge cuando pequeñísimas
partículas de carbono se agrupan de forma muy densa en láminas de dos
dimensiones muy finas. Se forma a partir del grafito. Las principales
propiedades que tiene el grafeno son: dureza, elasticidad, flexibilidad, conduce
muy bien el calor, conduce muy bien la elasticidad, es transparente y ligero,
reacciona químicamente con otras sustancias, soporta bien la radiación
ionizante, tiene elevada densidad y efecto antibacteriano.
Como ya había mostrado en el vídeo, el grafeno
tiene múltiples aplicaciones, gracias a sus características, algunas de ellas
son: en electrónica (microchips), en la informática (ordenadores mucho más
rápidos y con menor consumo eléctrico), en telefonía móvil, en el sector
energético (baterías de mayor duración, energías renovables), industria del
blindaje (chalecos antibalas), industria automovilística, industria del motor y
los combustibles, industria alimentaria (envases para los alimentos),
tratamiento de aguas y para el desarrollo de la ciencia.
Se obtiene a base de deshojar el grafito con cinta
adhesiva.
Ahora voy a hablar sobre la fibra óptica. Los circuitos de fibra óptica son filamentos de
vidrio flexibles, del espesor de un pelo, llevan mensajes en forma de haces de
luz que pasan a través de ellos de un extremo a otro, donde quiera que el
filamento vaya, sin interrupción.
Las fibras se utilizan ampliamente en
telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran
distancia. Son usadas en los sensores, en la iluminación…
Sus principales características son: tiene una
cobertura más resistente, su uso es dual (exterior e interior), tiene mayor
protección en lugares húmedos…
El siguiente material es el coltán que es un mineral formado por la combinación de dos
elementos, ambos raros, llamados Columbio y Tantalio, y es componente
fundamental de gran cantidad de aparatos e instrumentos electrónicos (móviles,
GPS, cámaras de fotos…).
Sus características son: la superconductividad, la
capacidad ultra refractaria (gran resistencia a las altas temperaturas), la
función de capacitor (acumulador de carga eléctrica hasta el momento de ser
usada) y la resistencia a la corrosión.
Ha habido numerosas guerras por el coltán, su
principal productor es el Congo, en este país muchos jóvenes son maltratados y
esclavizados para conseguir extraer este mineral y a cambio de su trabajo no reciben
casi nada de beneficio, y solo para que los grandes países pueden disponer de
este mineral.
Los siguientes son los semiconductores.
Los semiconductores son los elementos, como el
silicio, el germanio, el selenio o el azufre, que poseen características intermedias
entre los cuerpos conductores y los aislantes, por lo que no se consideran ni
una cosa ni la otra. Sin embargo, bajo determinadas condiciones esos mismos
elementos permiten la circulación de la corriente eléctrica en un sentido, pero
no en el sentido contrario. Esta propiedad se utiliza para detectar señales de
radio, amplificar señales de corriente eléctricas, como fuentes de
alimentación…
Hay dos tipos de semiconductores según su pureza:
los intrínsecos (puros) y los extrínsecos (alterados).
El siguiente material son los superconductores. Se tratan de unos materiales que no oponen
resistencia al flujo de corriente eléctrica por ellos. Presentan también un
acusado diamagnetismo, es decir, son repelidos por los campos magnéticos.
Actualmente se utilizan para crear campos
magnéticos muy intensos, utilizados en escáneres para uso médico, al igual que
para frenos y aceleradores magnéticos.
Ahora paso a hablar de los composites. Son materiales sintéticos que están mezclados heterogéneamente
y que forman un compuesto. Están compuestos por moléculas de elementos
variados. Pueden ser de dos tipos: los de cohesión, que envuelven y unen los
componentes de refuerzo, y los de refuerzo, que confieren unas propiedades físicas
al conjunto que hacen que mejoren las propiedades de cohesión y rigidez. Esta combinación
de materiales le da al compuesto unas propiedades mecánicas superiores a las de
las materias primas de las que procede.
Se utilizan en aeronáutica, para fabricar
prótesis, en astro y cosmonáutica, ingeniería naval y civil...
El siguiente material es el poliestireno. Se trata de un polímero termoplástico (tipo de
plástico que cambia de propiedades cuando se calienta y se enfría) que se
obtiene de la polimerización (proceso mediante el cual se obtienen los polímeros)
del estireno.
Existen 4 tipos principales: el PS cristal
(transparente, rígido y quebradizo), el de alto impacto (resistente y opaco),
el expandido (muy ligero) y el extrusionado (similar al expandido pero más
denso e impermeable).
El poliestireno se utiliza para fabricar infinidad
de productos, como carcasas de televisores, cuchillas de afeitar, carátulas de
CDs, envases para la comida, perchas, juguetes…
Paso a hablar sobre
el PVC. Es el producto de la polimerización
del monómero de cloruro de vinilo a policloruro de vinilo. Es un polímero obtenido
de dos materias primas naturales: cloruro de sodio (sal común) y petróleo (gas
natural).
Es uno de los polímeros
más usados por el hombre, dado que por su amplia versatilidad es utilizado en
áreas tan diversas como la construcción (ventanas, puertas), energía
(aislamiento cables, enchufes), salud (tubos y bolsas para sangre y diálisis), preservación
de alimentos, artículos de uso diario…
También es la resina
sintética más compleja y difícil de formular y procesar, pues necesita un gran
número de ingredientes y un balance adecuado de éstos para poder transformarlo
al producto final deseado.
El poliuretano
es una resina sintética que se obtiene mediante la condensación de
poliésteres (se trata de un polímero que surge a partir de la polimerización de
un hidrocarburo denominado estireno y de otros elementos químicos).
Se caracteriza por su baja densidad, su ligereza,
soporta altas cargas, tiene resistencia al desgarre…
Es usado en productos aislantes para construcción,
neveras y congeladores, muebles y menaje para camas, calzado, automóviles,
recubrimiento y adhesivos…
El siguiente material son las resinas epoxi. Es un material polimérico termoestable que se
endurece al mezclarlo con un agente catalizador o endurecedor.
Algunas de sus características son que tiene buen
aislamiento eléctrico y resistencia mecánica, es resistente a la humedad, al
ataque de fluidos corrosivos, a las temperaturas elevadas y a la resistencia química.
También tiene excelentes propiedades adhesivas.
Es utilizada para recubrimientos, sellados,
refuerzos, adhesivos de gran resistencia, en herramientas y compuestos…
A continuación voy a comentar algo sobre el silicio. Es un elemento químico, al cual le
corresponde el número atómico 14 en la tabla periódica. Se trata de uno de los
elementos más abundantes de la corteza de la Tierra. Gracias a sus propiedades
como semiconductor es muy útil en el campo de la electrónica.
El silicio que aparece en pequeñas cantidades en
nuestro organismo cuenta con un importante número de beneficios para nuestra
salud. Nos protege de las enfermedades cardiovasculares, contribuye a que
reduzcamos los niveles del llamado colesterol malo (LDL) y también nos ayuda a
regular la tensión arterial.
Se encuentra en chips de ordenadores, teléfonos y
otros dispositivos electrónicos, en los ladrillos que se utilizan para la construcción,
como material refractario en las cerámicas, como fertilizante en la
agricultura, en los láseres, en las siliconas que se usan para las cirugías
estéticas y en la fabricación de vidrio.
A pesar de todos los beneficios que tiene este
material, si se inhala puede provocar silicosis, una enfermedad pulmonar de
carácter irreversible que puede ser crónica, acelerada o aguda.
El siguiente material es el aerogel. Se trata de una sustancia similar al gel, en el cual el
componente liquido es cambiado por un gas, obteniendo como resultado un sólido
de baja densidad y altamente poroso. A pesar de su nombre son materiales
sólidos, rígidos y secos. Tiene gran capacidad de soporte de cargas y son
buenos aislantes térmicos.
Pueden ser aplicados o utilizados en muchos
campos. Actualmente está siendo muy utilizado en la NASA, gracias a su gran
resistencia a las altas y bajas temperaturas. Principalmente ha sido utilizado
como aislante térmico, en las que sus propiedades son utilizadas para evitar la
pérdida o aumento de calor. También puede servir como parachoques en automóviles,
pues amortigua los golpes en un 89% de intensidad.
El penúltimo material es el metaflex. Es un meta-material con propiedades electromagnéticas inusuales
que curvan y canalizan la luz.
Fue diseñado por científicos de una universidad de
Reino Unido. Consta de unas membranas flexibles de meta-material, creadas
gracias al empleo de una nueva técnica que ha permitido liberar los meta-átomos
de la superficie dura sobre la que fueron construidos. La unión de estas
membranas podría producir un “tejido inteligente” que sería el primer paso para
fabricar una capa o cualquier otra prenda para hacer invisible a la persona que
la porte.
Y por último el siliceno, es parecido al grafeno y podría sustituirlo. Presenta una
estructura sólida, obtenida a partir de átomos de silicio. Es similar en
estructura y propiedades químicas y eléctricas al grafeno pero se predice que
será más estable que éste. Resiste la oxidación al contacto con el aire más que
otros compuestos y se combina bien con los materiales presentes en la
microelectrónica.
Una de sus posibles aplicaciones estaría en
mejorar el rendimiento del propio silicio en transitores.
Se está investigando sus posibles aplicaciones
desde hace relativamente poco, si se logra poner a punto un proceso industrial
adecuado para producir siliceno en grandes cantidades y a un coste bajo,
seguramente reemplazará al grafeno en buena parte de sus aplicaciones.
Esto es todo por ahora, espero que os haya gustado y que haya sido interesante. ¡Hasta la próxima!
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