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Materiales inteligentes, Nanotecnología.

 

 

 

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Los materiales inteligentes están diseñados para responder a estímulos externos, extender su vida útil, ahorrar energía o simplemente ajustarse para ser mas confortables al ser humano.

Desde la madera y el hierro como elementos tradicionales de construcción ha pasado mucha agua bajo el puente. Hoy, la investigación en torno a los materiales es una disciplina con autonomía y centralismo creciente en el mundo de la ciencia.

Hace solo treinta años, los materiales eran buenos conductores, los plásticos eran aislantes y el diamante el único de los materiales duros. Hoy las cosas han cambiado bastante, y existen nuevos productos como los superconductores, el carbono molecular, los polímetros conductores e incluso los metales transparentes. ¿ Para que sirve toda esta nueva generación de materiales ?

El constante avance en la investigación sobre nuevas aleaciones y componentes obedece a varias razones. Por un lado, crece la preocupación social de la ciencia por el medio ambiente y el desarrollo sostenible, que se plasma en la búsqueda de nuevas tecnologías para la generación de energía, dispositivos energéticamente mas eficientes y materiales reciclables y menos tóxicos.

Paralelamente también se buscan nuevas aplicaciones en el campo de la salud, como el desarrollo de huesos y tejidos artificiales biocompatibles, o sistemas de liberación de fármacos mas eficientes y seguros.

También el avance vertiginoso de las tecnologías de la información y la comunicación impulsa el desarrollo de nuevos materiales magnéticos, ópticos y electrónicos, además de la búsqueda orientada a los bienes de consumo, ( aditivos y materiales de embalaje ) y los sistemas de transporte ( estructuras ultra-ligeras de aluminio, sistemas de frenado, aviones mas estables, nuevos aislantes ).

A medida, inteligentes y biomimeticos.

Estos nuevos materiales se desarrollaran a partir de los materiales ordinarios, que la ingeniería agrupa en tres tipos principales:

Metálicos, que son sustancias inorgánicas compuestas de uno o mas elementos metálicos que también pueden contener elementos no metálicos, como el hierro, el cobre, el aluminio, el níquel, el titanio y el carbono dentro del ultimo grupo.

Poliméricos, como el caucho, los plásticos y adhesivos, que se producen creando grandes estructuras moleculares a partir de moléculas orgánicas obtenidas del petróleo o productos agrícolas.

Cerámicos, como los ladrillos, el vidrio, la loza, los aislantes y los abrasivos, que tienen escasa conductividad eléctrica y térmica.

Estos nuevos materiales presentan tres características:

Nanomateriales, materiales inteligentes y materiales biomimeticos.

La nanotecnología, define las técnicas que se aplican a nivel de la nanoescala, medidas extremadamente pequeñas que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. Permite fabricar materiales y  maquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas, que hace que la materia, manipulada a esa escala minúscula, demuestre fenómenos y propiedades totalmente nuevos. 

Así, los científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales novedosos y poco costosos, con propiedades únicas, tales como nanotubos de carbón, pequeños instrumentos para el interior del cuerpo humano, materiales mas fuertes que el acero pero mucho mas livianos o componentes informáticos mucho mas rápidos.

Los materiales inteligentes, por su parte, revolucionaran nuestra forma de concebirlos porque estos están diseñados para responder a estímulos externos, extender su vida útil, ahorrar energía o simplemente ajustarse para ser mas confortables al ser humano. Otra de sus características, auto-reparables, e incluso si es necesario auto-destruibles, reduciéndose con ellos los residuos y aumentando su eficiencia.

Los materiales Biomimeticos buscan replicar o mimetizar los procesos y materiales biológicos, tanto orgánicos como inorgánicos. Conocer mejor los procesos utilizados por los organismos vivos para sintetizar minerales y materiales compuestos puede servir, por ejemplo, para desarrollar materiales ultra-duros y, a la vez, ultraligeros.

Los nuevos plásticos.

Cada vez son mas las empresas que están sustituyendo parte de sus materias primas convencionales como la madera y los aglomerados, por materiales ecológicos fabricados con deshechos

El SYNTREWOOD es uno de ellos y se fabrica a partir del reciclaje de envases de plásticos. Reciclable a su vez, resistente al agua, no toxico y realizado bajo normas que respetan el medio ambiente, este producto que además no permite fugas, se utiliza en general para reemplazar objetos que habitualmente se construyen con madera, como bancos, sillas, estanterías, cajones, etc. Habitualmente esta compuesto por tapas de botellas, bolsas, frascos de detergente, papel, cartón, tetrabrik, etc. 

Otra tendencia es la investigación destinada a sustituir el silicio, presente en los chips de todas las computadoras, que aun resulta caro y delicado. Una de estas alternativas es el desarrollo de semiconductores poliméricos, y no se trataría de sustituir al silicio en las computadoras sino de inaugurar nuevas aplicaciones basadas en circuitos y dispositivos electrónicos hechos de material plástico, baratos, flexibles y resistentes. 

Desde hace aproximadamente veinte años se conocen las peculiares propiedades de toda una familia de polímeros orgánicos capaces de conducir la corriente eléctrica en determinadas condiciones e impedir su paso en otras, tal como lo hace el silicio. 

Estos primeros materiales orgánicos encontraron diversas aplicaciones como materiales funcionales, pero en el duro terreno de los semiconductores industriales no eran muy eficientes comparados con el silicio. Sin embargo, se han logrado desarrollar otros materiales inorgánicos e incluso híbridos orgánico-inorgánico que se van acercando en eficacia a este. 

  

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