Carolina González DeviaGrado: 1002

Profesor: Cediel Romero

Los nuevos materiales son productos de nuevas tecnologías frutodel desarrollo de la química y la física aplicada, de la ingenieríay de la ciencia de los materiales. Se han diseñado pararesponder a nuevas necesidades o a alguna aplicacióntecnológica.

El rápido progreso de la electrónica durante la segunda mitaddel siglo XX se explica por el refuerzo mutuo entre lainvestigación de materiales y su aplicación industrial práctica enáreas tan distintas como la ingeniería, la medicina, laconstrucción, las telecomunicaciones o la informática.

Los avances de la física y la aparición de la electrónicacombinada con los progresos de la ciencia de los materiales handado lugar a circuitos eléctricos y electrónicos muyreducidos capaces de controlar señales eléctricas de muy bajaintensidad, gracias a nuevos materiales eléctricos como:

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.

Nanotubos: Son estructuras tubulares cuyo diámetro es del

tamaño del nanómetro. Existen nanotubos de muchos

materiales, tales como silicio o nitruro de boro pero,

generalmente, el término se aplica a los nanotubos de

carbono. Los nanotubos de carbono son las fibras más

fuertes que se conocen. Un solo nanotubo perfecto es de

10 a 100 veces más fuerte que el acero por peso de

unidad y poseen propiedades eléctricas muy interesantes,

conduciendo la corriente eléctrica cientos de veces más

eficazmente que los tradicionales cables de cobre.

También presentan una gran elasticidad

◦ Piezoeléctricos: Materiales como el cuarzo, la turmalina,

cerámicas y materiales plásticos especiales, dotados de

estructuras microcristalinas, 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.

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.

El coltán: 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.

La fibra óptica: son fibras constituidas por un núcleo central de

vidrio muy transparente, dopado con pequeñas cantidades de

óxidos de germanio o de fósforo, rodeado por una fina capa de

vidrio con propiedades ópticas ligeramente diferentes. Atrapan

la luz que entra en ellas y la transmiten casi íntegramente.

Fibra de carbono: El carbono es un material que, según su

estructura cristalina, es capaz de tomar la forma del grafito o del

diamante, también puede convertirse en un material con

cualidades únicas que puede reemplazar a gran escala a los

materiales convencionales. Así las fibras de carbono muy

pequeñas, sumergidas en un polímero de soporte (normalmente

resina) resultan un material muy liviano y sumamente resistente.

Cada filamento de carbono es la unión de muchas miles de

fibras de carbono. Un filamento es un fino tubo con un diámetro

de 5–8 micrómetros. Presenta propiedades mecánicas similares

al acero, pero es mucho más liviana:

• Alta resistencia mecánica y gran flexibilidad.

• Baja densidad, es un material mucho más resistente y

liviano que numerosos metales.

• Buen aislante térmico.

• Resistente a numerosos agentes corrosivos.

• Resistente a las variaciones de temperatura y con

propiedades ignífugas.

• Elevado precio de producción. Aplicaciones: industria

aeronáutica y automovilística, barcos y en bicicletas,

donde sus propiedades mecánicas y ligereza son muy

importantes. También se está haciendo cada vez más

común en otros artículos de consumo como patines en

línea, raquetas de tenis, ordenadores portátiles, trípodes y

cañas de pesca e incluso en joyería.

Aerogel/Humo helado: Se puede fabricar a partir de muy

diferentes materiales como sílice, circonio, o carbono, entre otros.

Está compuesto por entre un 90% y un 99,8% de aire, es mil veces

menos denso que el vidrio y unas tres veces más denso que el

aire, solo unos 3 miligramos por centímetro cúbico. Tiene al tacto

una consistencia similar a la espuma de poliestireno. Entre sus

propiedades se destacan el hecho de ser casi tan liviano como el

aire y al mismo tiempo muy resistente, puede soportar más de

1000 veces su propio peso, así como su sorprendente capacidad

como aislante térmico, lo cual lo vuelve sumamente atractivo

para diversas aplicaciones.

Grafeno: Tiene una estructura laminar plana,

de un átomo de grosor, compuesta por

átomos de carbono densamente

empaquetados en una red cristalina en forma

de panal de abeja. Presenta excelentes

propiedades, como:

• Alta conductividad térmica y eléctrica.• Alta elasticidad y dureza.• Resistencia (200 veces mayor que la del acero).• Capacidad de reaccionar químicamente con

otras sustancias para formar compuestos condiferentes propiedades, lo que dota a estematerial de gran potencial de desarrollo.

• Soporta la radiación ionizante.• Es muy ligero, como la fibra de carbono, pero

más flexible.• Menor efecto Joule, se calienta menos al

conducir los electrones.• Consume menos electricidad para una misma

tarea que el silicio. Aplicaciones: pantallastáctiles, flexibles, planas y transparentes, móviles,células fotovoltaicas, sensores, fibra óptica,transistores,…

Goretex: Es un tejido impermeable y a la vez transpirable. Se

utiliza para fabricar chubasqueros, botas, anoraks, etc, en los que

es importante que el agua no penetre, pero que a la vez permita

evaporar el sudor. En el sitio web de GORE-TEX se dice

textualmente que "El secreto de los tejidos GORE-TEX® reside en

su revolucionaria membrana de doble componente. La parte de

politetrafluoretileno expandido de la membrana contiene más de

9 mil millones de microporos por cada 2,5 centímetros cuadrados.

Estos poros son unas 20.000 veces más pequeños que una gota

de agua, pero 700 veces mayores que una molécula de vapor

de humedad. De este modo, mientras que el vapor de humedad

(un gas) puede escapar fácilmente, su forma líquida no puede

penetrar la membrana GORE-TEX®."

Fullerenos:Es una familia de sustancias en la que la más conocida

es el C-60. Son la tercera forma más estable del carbono, tras el

diamante y el grafito. Descubiertos en 1985, se sintetizan

vaporizando con láser una muestra de carbono y hoy en día

todavía siguen en estudio sus propiedades físicas y químicas

buscando su relación con la astrofísica y el origen de la vida, así

como aplicaciones farmacológicas. Debido a su característica

estructura, se les llama futbolenos.

Materiales inteligentes, activos o multifuncionales: materiales

como los recubrimientos termocrómicos, capaces de responder

de modo reversible y controlable a diferentes estímulos físicos o

químicos externos, cambian de color según la temperatura, en

caso de incendio, movimientos, esfuerzos, etc. Se utilizan como

sensores, actuadores, etc. en domótica y sistemas inteligentes de

seguridad.

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.

Materiales híbridos: 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.