MATERIALES

SANTIAGO PULIDO

ALEJANDRO GARCIA

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Materiales inteligentes, una nueva generación de materiales.

En términos generales, un tipo de materiales, una

nueva generación de materiales derivadas de la nanotecnología, cuyas propiedades pueden ser controladas y cambiadas a petición. Es una de las principales líneas de investigación de la nano ciencia con aplicaciones a muchas industrias. Los materiales inteligentes tienen la capacidad de cambiar su color, forma, o propiedades electrónicas en respuesta a cambios o alteraciones del medio o pruebas (luz, sonido, temperatura, voltaje). Estos materiales podrían tener atributos muy potentes como la auto reparación.

Algunos ejemplos

Capas de invisibilidad. Una tela de araña que es más fuerte que el acero. Plásticos fabricados en azúcar que se disuelven en los vertederos. Vehículos militares que se reparan solos.

NANOTECNOLOGIA Nanotecnología, es el estudio y desarrollo de

sistemas en escala manométrica, “Nano” es un prefijo del sistema internacional de unidades que viene del griego νάνος que significa enano, y corresponde a un factor 10^-9,  que aplicado a las unidades de longitud, corresponde a una mil millonésima parte de un metro (10^-9 Metros) es decir 1nanometro, la nanotecnología estudia la materia desde un nivel de resolución nanométrico, entre 1 y 100 nanometrosaprox.

Historia de la Nanotecnología Uno de lo pioneros en el campo de la

Nanotecnología es el Físico estadounidense Richard Feyman , que en el año 1959 en un congreso de la sociedad americana de Física en Calltech, pronunció el discurso “There’s Plenty of Room at the Bottom” (Hay mucho espacio ahí abajo) en el que describe un proceso que permitiría manipular átomos y moléculas en forma individual, a través de instrumentos de gran precisión, de esta forma se podrían diseñar y construir sistemas en la nano escala átomo por átomo, en este discurso Feyman también advierte que las propiedades de estos sistemas nanométricos, serían distintas a las presentes en la macroescala

BIOTECNOLOGIA

HAY VARIOS TIPOS DE BIOTECNOLOGIA LOS CUALES SON:

NANOPARTICULAS DE ARN PARA EL TRATAMIENTO DEL CANCER O INFECCIONES VIRALES

NANOCHIP DENTRO DE LAS CELULAS VIVAS PARA MEDIR LA PRECION INTARA CELULAR

MEJORAR EL TRATAMIENTO DE LA QUIMIO TERAPIA MEDIANTE LA TECNOLOGIA

ROBOTICA La robótica es una ciencia o rama de

la tecnología, que estudia el diseño y construcción de máquinas capaces de desempeñar tareas realizadas por el ser humano o que requieren del uso de inteligencia. Las ciencias y tecnologías de las que deriva podrían ser: el álgebra, los autómatas programables, las máquinas de estados, la mecánica o la informática.

FIBRA OPTICA Antes de explicar directamente que es la

fibra óptica, es conveniente resaltar ciertos aspectos básicos de óptica. La luz se mueve a la velocidad de la luz en el vacío, sin embargo, cuando se propaga por cualquier otro medio, la velocidad es menor. Así, cuando la luz pasa de propagarse por un cierto medio a propagarse por otro determinado medio, su velocidad cambia, sufriendo además efectos de reflexión (la luz rebota en el cambio de medio, como la luz reflejada en los cristales) y de refracción (la luz, además de cambiar el modulo de su velocidad, cambia de direccion de propagación, por eso vemos una cuchara como doblada cuando está en un vaso de agua, la dirección de donde nos viene la luz en la parte que está al aire no es la misma que la que está metida en el agua). Esto se ve de mejor forma en el dibujo que aparece a nuestra derecha.

SEMICONDUCTORES

Materiales como el silicio, galio o selenio, arseniuro de galio, etc., cuya resistencia al paso de la corriente depende de factores como la temperatura, la tensión mecánica o el grado de iluminación que se aplica. Con ellos se fabrican microchips para ordenadores y circuitos de puertas lógicas.

SUPERCONDUCTORES

Materiales como el mercurio por debajo de 4 K de temperatura, nanotubos de carbono, aleaciones de niobio y titanio, cerámicas de óxidos de itrio, bario y cobre, etc., que al no oponer resistencia al paso de la corriente eléctrica, permiten el transporte de energía sin pérdidas.

PIEZOELECTRICOS Materiales como el cuarzo, la

turmalina, cerámicas y materiales plásticos especiales, dotados de estructuras micro cristalinas, que poseen la capacidad de transformar la energía mecánica en eléctrica y viceversa. Se utilizan como sensores y actuadores en dispositivos electrónicos como relojes, encendedores, micrófonos, radares, etc.

EL COLTAN formado por dos minerales, la columbita y la

tantalita, de los que se extraen el tántalo y el niobio, metales necesarios para la fabricación de microprocesadores, baterías de móviles, componentes electrónicos, aleaciones de acero para oleoductos, centrales nucleares, etc. El 80% de las reservas conocidas se encuentra en la República Democrática del Congo. Por ello hay en esta región una amplia zona de conflicto y de guerras por el control de las minas de diamantes, oro, uranio y coltán.

MATERIALES HIBRIDOS

materiales formados por una fibra y una matriz, como fibras de vidrio y de carbono con una matriz de poliéster o matriz metálica o de cerámica. Son materiales ligeros y de gran resistencia mecánica y altas temperaturas, utilizados en la industria aeronáutica y de embarcaciones, en motores y reactores de aviación

SILICONAS Polímeros en los que las cadenas están

formadas por silicio en lugar de carbono. Son materiales muy flexibles, ligeros y moldeables. Son aislantes del calor y de la electricidad y no les afectan ni el agua, ni las grandes variaciones de temperatura. No sufren rechazo en tejidos vivos. Se usan para fabricación de revestimientos exteriores, tapar y sellar grietas, fabricación de prótesis e implantes, material quirúrgico, cirugía estética, etc.

MATERIALES CON MEMORIA DE FORMA materiales como las aleaciones

metálicas de níquel y titanio, variedades de poliuretano y poliestireno capaces de «recordar» la disposición de su estructura espacial y volver a ella después de una deformación. Se utilizan en sistemas de unión y separación de alambres dentales para ortodoncia, películas protectoras adaptables y válvulas de control de temperatura.