A través de la historia del hombre se puede apreciar como el uso de los distintos materiales que se tenían al

alcance fue evolucionando conforme se descubrían las características que estos presentaban bajo ciertas

condiciones.

Actualmente, se generan ciertos requerimientos para los materiales a ser utilizados. A continuación se

presentan cuatro elementos que surgieron a raíz de estas demandas.

Aerogel de silicio

Un sistema coloidal está constituido por una fase dispersa y una fase dispersante. El gel pertenece a este tipo

de sistemas, donde la fase dispersante es sólida y la dispersa es líquida. El aerogel surge de la siguiente

situación:

“Esta sustancia fue creada por Samuel Stephens Kistler en 1931, como resultado de una apuesta entre él y

Charles Learned, sobre quién podría reemplazar el líquido de un tarro de mermelada por gas sin que el volumen

de este disminuyera” [<wikipedia.org/aerogel> (23/03/15)].

En el caso de los aerogel, la fase dispersa se la sustituye por gas usando el secado supercrítico (dejando solo

el “esqueleto” del gel), dando así una sustancia sólida con las siguientes características:

Es ultra ligero

Densidad de 0,4 a 0,004 g/cm3

Elevada porosidad (>50%)

Mesoporoso (poros de 2 a 5 nm de diámetro)

Compuesto por 90.5% a un 99.8% de aire

Aislante térmico ,acústico y eléctrico

Índice de refracción 1.0

Velocidad del sonido a través: 100m/s

Soporta 1000 veces su peso

Amortigua golpes en un 89% de su intensidad

El aerogel de silicio es el más usado y estudiado de los aerogeles, sin descartar que fue el primero en ser creado

a partir del gel de sílice. Dicho aerogel posee todas las propiedades anteriormente mencionadas, el cual

mantiene intacta sus propiedades hasta los 300 ºC y se degrada hasta los 1200 ºC (punto de fusión). Es

ampliamente usado por las misiones espaciales por su ligereza y sus propiedades térmicas.

Grafenos: Nanotubos de carbono

El grafeno es un material que proviene del grafito (alótropo de C) de celdas hexagonales que ya se lo conocía

desde 1930. Fue en 2004 cuando Andre Geim y Konstantin Novoselov aislaron dicho compuesto mediante

exfoliación mecánica extrayendo una lámina de un solo átomo de carbono, siendo el grafico una pila de

láminas de grafeno superpuestas sujetas por las fuerzas de Van der Waals.

Posee las siguientes características:

Alta conductividad térmica y eléctrica

Alta flexibilidad y dureza

Resistencia

Gran ligereza

Transparente

Se autorepara

Menor efecto Joule

En cuanto a sus usos y funcionalidades están el mejoramiento de la velocidad de los procesadores, pantallas

flexibles y transparentes, baterías de larga duración, cámaras fotográficas más sensibles, cables de alta

velocidad 100 veces más rápido que la fibra óptica, entre otras.

Los nanotubos de carbono pueden ser considerados como “una lámina de grafito enrollada sobre sí misma”,

que potencian las propiedades de algunos materiales, el cual sigue en etapas de experimentación.

Ópalo Invertido

El ópalo es un mineraloide del grupo VIII, siendo el único capaz de reflectar los rayos de luz y transformarlos

en los colores del arco iris. Este efecto no se debe a sus impurezas (como en otras gemas), sino a la penetración

de la luz a través de sus vacíos, los cuales constituyen una red tridimensional de huecos perfectamente

ordenados. Tiene las siguientes propiedades:

Fórmula química: SiO2*nH2O

Dureza 5-6

Densidad 1.9 a 2.3 g/cm3

Sistema amorfo

Como la sociedad actual requiere del desarrollo de nuevos materiales se requiere también métodos de síntesis

que permitan el control de la estructura manométrica. Esto se puede lograr con el uso de ópalos artificiales,

utilizando sus vacíos como moldes, los cuales son rellenados con el material deseado. El resultado es un sólido

poroso ordenado llamado ópalo inverso.

Cristales de silicio

El silicio es un metaloide muy abundante en la naturaleza, el cual constituye un 28% de la corteza terrestre;

no existe en estado libre. Por sus propiedades semiconductoras es usado ampliamente en la electrónica para

los microprocesadores. Tiene las siguientes características:

En su forma cristalina es duro (dureza 7) y poco soluble

transmite más del 95% de las longitudes de onda de la radiación infrarroja

Punto de fusión 1411ºC

Punto de ebullición 2355ºC

Densidad relativa 2.33 g/ml

El dióxido de silicio es componente de varias industrias. Es usado como:

o material refractario en cerámicas, vidrios y esmaltados.

o Mineral primario (fertilizante)

o Elemento de aleación en fundiciones (2.5 a 4% de silicio en silicio-acero)

o Amplificador de longitud de onda en láseres (456 nm)

o Silicona en implantes y lentes de contacto

Los cristales de silicio es una estructura desarrollada colocando capas alternas de dióxido de silicio y un

material de polímero con fonones de un periodo de vibración muy débil, que tiene la particularidad de ser un

semiconductor capaz de ser utilizado como aislante si se logra disminuir su espesor.

BIBLIOGRAFÍA

- http://es.wikipedia.org/wiki/Gel (23/03/2015)

- http://es.wikipedia.org/wiki/Aerogel (23/03/2015)

- http://www.cienciabizarra.com/2013/10/aerogel-un-gel-con-998-de-aire.html (23/03/2015)

- http://www.investigacion.ibero.mx/blog/la-utilidad-de-los-nanotubos (23/03/2015)

- https://myprofetecnologia.wordpress.com/2013/02/25/nuevos-materiales-iii-el-silicio/

(23/03/2015)

- http://pendientedemigracion.ucm.es/info/otri/complutecno/fichas/tec_jisasi1.htm (23/03/2015)