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lunes, 17 de noviembre de 2014

NUEVOS MATERIALES

Los nuevos materiales:

La naturaleza es espectacular, pero a veces limitada. Nada tiene más potencial (para bien y para mal) que aplicar el ingenio del hombre a modificar lo que nos rodea y crear algo completamente nuevo. En este caso, materiales con propiedades increíbles. A continuación os vamos a mostrar 6 de los nuevos materiales más prometedores del futuro.

Espuma de titanio



Hay científicos alemanes que han logrado mezclar espuma de poliuterano con una solución de polvo de titanio para conseguir un nuevo material altamente resistente y ligero. Una de sus principales aplicaciones podría ser médica, para regenerar huesos. Esta espuma de titanio tiene propiedades mecánicas similares y, al ser poroso, el hueso puede crecer en su interior, integrando el implante con el hueso de forma natural.




Upsalita super-absorbente



Se llama Upsalita, en honor a los científicos de la Universidad de Uppsala (Suecia) que lo crearon, y es la sustancia más absorbente jamás diseñada. La Upsalita tiene una altísima área de superficie, 800 metros cuadrados por gramo, la mayor conocida. Sus aplicaciones en el futuro podrían ir desde absorber residuos tóxicos en el mar o, en dosis muy pequeñas, conservar seco el interior de los equipos electrónicos para aumentar su duración.




Envoltorio metálico de burbujas




"Adiós" al popular "plástico de burbujas" utilizado para proteger objetos frágiles. Investigadores han desarrollado una versión más avanzada basada en aluminio. Este nuevo envoltorio es un 30% más ligero que el de plástico y un 50% más resistente. Es fácil de fabricar, no muy caro y pronto se podría utilizar para embalar cualquier tipo de objeto delicado.







Seda artificial de araña


La seda es uno de los materiales más apreciados de la naturaleza, pero es caro y complejo de fabricar en grandes cantidades. Por ese motivo, una start-up japonesa (empresas emergentes apoyadas en la tecnología) llamada Spiber ha dado con una nueva forma de producirla sintéticamente. La compañía ha logrado descifrar el gen responsable de la producción de la fibroína, una proteína que crean las arañas durante la segregación del hilo. Así ha podido crear seda con las mismas propiedades que la natural. Con un solo gramo de fibroína se pueden producir 8 kilómetros de seda.



Pegamento molecular




Imagínate un pegamento que una objetos a nivel molecular. Eso es justo lo que científicos de la Universidad de Oxford han consegido crear: un pegamento molecular obtenido gracias a la bacteria Streptococcus pyogenes, conocida por su capacidad de desintegrar y digerir carne. Los investigadores partieron de una proteína de esta bacteria (la que utiliza para unirse a células humanas). De esta forma lograron desarrollar un pegamento que se une a nivel molecular con sustancias que contienen las proteínas correctas. Los científicos trabajan ahora en crear esas proteínas para desarrollar pegamentos moleculares de forma selectiva.



Aerografeno, el material más ligero del mundo



Se trata de un aerogel creado a base de grafeno y es el nuevo material conocido más ligero del mundo, con una densidad de solo 0,16 miligramos/cm3. Lo han creado científicos de China, y el avance se publicó recientemente en un informe en la revista científica Nature. ¿La utilidad? Sus creadores aseguran que podría servir para limpiar vertidos tóxicos en el mar, gracias a la capacidad de este material de absorber hasta 900 veces su propio peso.


BIBLIOGRAFÍA:



Hecho por: Sandra y Alicia.

domingo, 20 de octubre de 2013

El desarrollo científico-tecnológico en el campo de los nuevos materiales



El desarrollo científico-tecnológico en el campo de los nuevos materiales:

La historia de la Humanidad está dividida en épocas en las que se usaba un material principal (como la Edad de Piedra o la de Bronce), pero hoy no se puede hablar de un solo material que nos distinga sino de varios de ellos, pues estamos en la era de los Nuevos Materiales. 



En esta época se tiende a emplear materiales con las siguientes características:

- Bajo coste de fabricación, ahorro de energía y eliminación de residuos dañinos para la salud y medio ambiente.

- Con posibilidad de ser sometidos a reciclaje, degradación o eliminación.

- La conveniencia de disminuir el consumo de materiales estratégicos.


Estas características provocan las siguientes tendencias:


- Sustitución de los metales y sus aleaciones por polímeros (generalmente).

- Producir aleaciones metálicas de mayor resistencia mecánica, mejor envejecimiento y mejor respuesta anticorrosiva.

- Incremento del uso de metales y nuevas aleaciones ligeras, como la aleación de aluminio y el magnesio.  


Hoy en día, debido a los avances en física, química e informática, la creación de nuevos materiales se ha convertido en algo más interesante. Sumado a esto a la gran invención de los últimos tiempos, la nanotecnología. La nanotecnología trabaja a nivel atómico y molecular, lo que podría generar una revolución a nivel molecular en un futuro cercano.




En conclusión, nuestra actualidad es la “era de los nuevos materiales”. Cada día hay un mayor número de avances en el campo de la ciencia. El futuro  está más cercano.




Al grafeno se le define como Hidrocarburo aromático policíclico infinitamente alternante de anillos de sólo seis átomos de carbono. La molécula más grande de este tipo contiene 222 átomos de carbono o 37 <<unidades de benceno>> separadas.














Se conoce y se ha descrito desde hace más de medio siglo. Al grafeno se le prestó poca atención durante décadas al pensarse que era un material inestable termodinámicamente. Geim y Novoselov consiguieron aislar el grafeno a temperatura ambiente.






A penas lleva una década entre nosotros y es el material más prometedor para la industria electrónica o para la medicina. El grafeno ha sido calificado de material-milagro, pero aún son muchas las incógnitas en torno a estas láminas de carbono de grosor monomolecular. Este material posee unas características sorprendentes.







Métodos de obtención

El grafeno en sí es un material muy fácil de encontrar, tanto es así, que incluso de las minas de los lápices se puede obtener. El problema es que para poder aprovechar las virtudes de este material al máximo, éste, debe ser lo más puro posible, y en las minas de los lápices, se han encontrado minerales varios que se mezclan con el grafeno, lo que disminuye bastante pureza.


El método más normal y casero es este, usando celo y pegando el grafito a éste durante varias veces, hasta conseguir una capa.








Para poder obtenerlo con mayor pureza y mediante método casero y para generar pequeñas cantidades, se suele usar una piedra de grafito, y se realiza el mismo proceso que con una mina de lápiz. 

Ahora la mayor dificultad es producirlo a gran escala, para la empresa y su estudio.







GRAFENO EN LÁMINA



Se usa un reactor CVD donde se introduce un gas con carbono, entonces, aplicando una cantidad de energía se depositan los átomos de carbono sobre un substrato metálico, donde posteriormente se transfieren las láminas de grafeno al substrato final que dependerá del uso que se le quiera dar al grafeno (vidrio, silicio,...). 



Nota: el CVD utiliza gas metano que se transforma mediante deposición química en fase vapor, en moléculas de carbono, oxígeno e hidrógeno. Aún así el coste no baja demasiado, ya que está entre los 300 y 1000 €





Los métodos existentes para la fabricación de grafeno requieren un equipo costoso, especializado y con complejos procedimientos de fabricación. La máquina más compleja para producir láminas de grafeno es un limpiador ultrasónico.






GRAFENO EN POLVO


El grafeno en polvo se utiliza en aplicaciones que requieren un material más barato, para construcción. Lo más frecuente es mezclarlo con otros materiales. El proceso de producción de grafeno en polvo básicamente parte del grafito como materia prima y consiste en realizar una oxidación y un proceso de ultrasonificación para separar las pequeñas láminas de grafeno que componen el grafito. Sus propiedades no son tan buenas como el grafeno en lámina y conduce peor la electricidad.


GRAFENO ARTIFICIAL

Este nuevo material es fabricado colocando y moviendo moléculas de óxido de carbono sobre una superficie de cobre, y aunque es más costoso de producir, permite manipular las propiedades del grafeno con mayor precisión, ya que éste cuenta con mayor pureza que la que se obtiene en el grafeno original.




Aquí entra en juego Graphenea, una empresa española que está en los primeros puestos como mejor productora de grafeno, la cual ha conseguido solucionar el gran problema del grafeno.







Se ha descubierto recientemente, que hay trozos de grafeno en el espacio, lo cual, también da que hablar sobre el origen del universo y lo sucedido tras la teoría del Big Bang.





 Bibliografía

Hecho por Sandra y Alicia.