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Nuevos materiales tecnológicos

Julia Carmena

4ºC

Indice

  • Introducción a la ciencia de los materiales
  • Descripción de los materiales
  • Historia
  • Características y propiedades principales
  • Aplicaciones en la vida real y posibles aplicaciones futuras
  • Conclusión y opinión personal
  • Fuentes de información consultadas

Ciencia de los materiales

Introducción

Es el campo científico encargado de investigar la relación entre la estructura y las propiedades de los materiales.

Fotos

Grafeno

Historia

El grafeno fue descubierto en 2004 por los científicos de origen ruso Andre Geim y Konstantin Novoselov, pero fue en 2010, año en el que estos investigadores recibieron el Premio Nobel de Física, cuando empezó la “fiebre del grafeno”

Características

Características

  • Alta conductividad térmica.
  • Alta conductividad eléctrica.
  • Alta elasticidad y flexibilidad.
  • Alta dureza.
  • Alta resistencia.
  • No le afecta la radiación ionizante.
  • Capaz de generar electricidad mediante exposición a la luz solar.
  • Material transparente.

Aplicaciones

Aplicaciones

  • Electrónica.
  • Informática.
  • Telefonía móvil.
  • Sector energético.
  • Industria del blindaje.
  • Industria automovilística.
  • Industria del motor y los combustibles.
  • Industria alimentaria.

Fotos

Aerografeno

historia

Historia

Este material fue creado y desarrollado en China por un equipo de científicos de la Universidad de Zhejiang en Hangzhou. Su descubrimiento data de marzo de 2013. A la cabeza del descubrimiento se sitúa el profesor Chao Gao.

Características

Caracteristicas

Además de su increíble ligereza, el aerografeno cuenta con otras propiedades que lo convierten en un recurso a explotar en el futuro:

· Buen conductor eléctrico y térmico

· Muy duro

· Muy resistente

· Muy flexible

· Gran capacidad de compresión (hasta una fracción de su tamaño inicial)

· Gran capacidad de absorción: puede absorber hasta 900 veces su peso.

APLICACIONES

Aplicaciones

Podría ser usado para absorber los vertidos de petróleo en el mar. Se ha calculado que el aerografeno sería capaz de absorber hasta 68 g/seg de crudo.

Además, gracias a su composición de grafeno, también podría usarse para múltiples aplicaciones en el campo de la electrónica y la electricidad. Con él se podrían fabricar microcards, baterías, pantallas flexibles, cables de fibra óptica, transistores, supercapacitores e incluso paneles solares más eficientes y rentables. La medicina (cura del cáncer) e incluso el deporte (búsqueda de materiales más aerodinámicos) serían otras posibles aplicaciones del aerografeno.

DEFINICIÓN

Espuma de titanio

Historia

Se fabrica mediante la saturación de espuma de poliuretano con una solución de polvo de titanio (que es colocado entre dos láminas de acero y se calienta a 650°C) y ligandos de unión. El titanio se adhiere a la matriz de poliuretano, que se vaporiza junto con los agentes de unión, quedando un enrejado de titanio que es sometido a un tratamiento térmico para su endurecimiento

Caracteristicas

  • Es flexible
  • Alta resistencia química y mecánica
  • Ligera
  • Alta rigidez

Aplicaciones

Las principales aplicaciones de la espuma de titanio serian en la industria marítima ya que cálculos iniciales indican que en un barco cuyo casco se fabrique con espuma de titanio podría pesar un 30% menos y ser más resistente frente a choques. Y para la fabricación de prótesis óseas humanas.

Fotos

Coltán

Características

Características

  • Soporta altas temperaturas.
  • Cuenta con una alta capacidad para el almacenaje de cargar eléctricas.
  • Es muy resistente a la corrosión.
  • Alta resistencia al desgaste.
  • Es mejor conductor que el cobre.

Aplicaciones

Aplicaciones

La fabricación de baterías eléctricas y se lleva utilizando desde hace décadas para todo tipo de aparatos eléctricos, misiles o, por ejemplo, videoconsolas.

Historia

República Democrática del Congo es uno de los primeros productores del Coltán junto a Australia, Brasil, Canadá, China o Ruanda. El Coltán es un mineral metálico relativamente escaso en la naturaleza que se compone esencialmente de Colombita y Tantalita.

Fotos

Upsalita

Historia

Se presenta en forma de polvo blanco cuya estructura en forma de micro-poros donde todos los poros tienen menos de 10 nanómetros, tiene un área superficial extraordinaria 800 metros cuadrados por gramo, lo que lo dota de una gran eficiencia de absorción de agua y lo hace el material mas absorbente descubierto hasta ahora a nivel mundial.

Caracteristicas

Características

Es un desecante, absorbe el agua mejor que la zeolitas, que son materiales mucho mas caros. La mayoría del agua absorbida se retiene cuando la upsalita se transfiere de un lugar húmedo a otro muy seco. La forma anhidra puede ser regenerada calentando la muestra a 95°C.

Aplicaciones

Los usos potenciales son la reducción de la cantidad de energía que se necesita para controlar la humedad ambiental en las industrias de electrónica y química además de en las pistas de hockey y almacenes. También se podría usar en la recolección de vertidos tóxicos y eliminación de olores.

Fotos

Seda artificial de araña

Historia

Es una fibra proteica hilada naturalmente por arañas. Las arañas la emplean para desarrollar redes de caza o telarañas, nidos, protecciones para sus huevos o incluso para transportarse por el aire a modo de parapente

Caracteristicas

  • Ligera
  • Flexible
  • Resistente

Características

Aplicaciones

Se usa como vendas y para la pesca. Los científicos piensan utilizarla para Kevlar en los chalecos antibalas, como una prenda impermeable. o incluso puede actuar como un ligamento o musculo alternativo en el cuerpo humano

Fotos

Pegamento molecular

Historia

Es un pegamento capaz de unir objetos a nivel molecular. Es un pegamento molecular obtenido gracias a la bacteria Streptococcus pyogenes que es capaz de desintegrar y digerir carne. Los investigadores partieron de una proteína de esta bacteria por lo que lograron desarrollar un pegamento que es capaz de unir las moléculas con sustancias que contienen proteínas correctas.

Caracteristicas

  • Muy resistente
  • Rapido secamiento

Caracteristicas

Aplicaciones

Se puede utilizar para unir plástico, vidrio, cerámica, caucho, plásticos y otros materiales.

Fotos

Siliceno

Historia

Es un nuevo material destinado a revolucionar el mercado de los micro componentes. El siliceno presenta una estructura sólida, obtenida a partir de átomos de silicio, posee la misma estructura de panel de abeja propia del grafeno gracias a la inclusión de una capa extra de plata o cerámica

Caracteristicas

  • Estructura solida
  • Tiene la misma forma que el grafeno
  • Esta formado por átomos del silicio

Aplicaciones

Se usa para:

  • La preparación de la silicona
  • Para la creación de obleas o chips
  • La fabricación de transistores y células solares
  • Como fertilizante
  • Como elemento de aleación

Fotos

Nanocelulosa

Historia

Es un material que consta de nanofibras de celulosa, que son una cadena de moléculas de celulosa de forma tubular alargada teniendo una marcada relación de aspecto longitud-diámetro. La tendencia o magnitud típica del diámetro es de 10 a 20 nanómetros y la de su longitud es de 10 veces o más la de su diámetro, esta propiedad geométrica de la molécula la hace muy sensible a diferentes campos de aplicación al tratarse de un polímero

Caracteristicas

  • Es ligera, fuerte y rígida, y con un alto coeficiente de resistencia respecto a su peso.

  • Es estable en cuanto a los cambios de temperatura.

  • Es trasparente.

  • Se dilata poco con el calor.

  • Conduce la electricidad.

Aplicaciones

  • En la elaboración de pantallas electrónicas flexibles, partes móviles para computadoras.
  • Reemplaza el material metálico en la fabricación de automóviles y todo tipo de plástico no orgánico.
  • En la elaboración de baterías.
  • Por ser fuerte y ligero se puede elaborar un gel absorbente capaz de soportar 10 mil veces su propio peso, sustituyendo los tampones y toallas femeninas

Foto

Carbino

Historia

Es una especie de carbono monovalente radical que contiene un átomo de carbono univalente eléctricamente neutro con tres electrones no enlazados.

Caracteristicas

Es más fuerte y más rígido que cualquier otro material conocido. De hecho, el carbino es aproximadamente 2 veces más fuerte que el grafeno y nanotubos de carbono, que hasta ahora eran los materiales más fuertes.

Aplicaciones

Este material podria aplicarse:

  • Electronica
  • Informatica
  • Telefonos moviles
  • Ciencia
  • Medicina

Foto

Perovskita

Historia

Es un mineral del grupo de los óxidos según la clasificación de Strunz; es un trióxido de titanio y de calcio. Es un mineral relativamente raro en la corteza terrestre. La perovskita se cristaliza en el sistema cristalino ortorrómbico (pseudocúbico).

Caracteristicas

Es un catión grande y puede ser un alcalino, alcalinotérreo o lantánido, y es un catión de tamaño medio con preferencia por la coordinación octaédrica, normalmente un metal de transición.

Aplicaciones

Se utiliza para convertir ventanas en generadores solares, capturando parte de la luz solar entrante y permitiendo el paso del resto.

Fotos

Zeolita ITQ-55

Historia

Las zeolitas son materiales microporosos utilizados frecuentemente como adsorbentes y catalizadores en procesos químicos. En el caso de la zeolita ITQ-55, la separación se realiza con un grado de selectividad sin precedentes a temperatura ambiente.

Caracteristicas

Gran extensión en la capa terrestre y a sus intercambios internos de iones y agua. Asimismo, las Zeolitas tienen propiedades físicas que varían según su lugar geográfico o estado de moléculas. Como su Color, que tiende a ser blanco, gris, rosa claro, rojo, amarillo, verde o incoloro. Además, de su dureza

Aplicaciones

Se puede usar para:

  • Acuacultura
  • Agricultura
  • Productos domesticos
  • Productos industriales
  • Tratamiento de aguas

Fotos

Shrilk

Historia

Se trata de un material biodegradable que proviene de la cutícula de los insectos, compuesta principalmente por varias capas de quitina, que se refiere a un polímero compuesto por polisacárido y proteínas que están organizadas en una estructura parecida a la de la madera.

Caracteristicas

Es similar en resistencia y dureza a una aleación de aluminio, pero con solo la mitad de peso. es fácil de moldear en formas complejas, tales como tubos. Al controlar el contenido de agua en el proceso de fabricación, los investigadores fueron capaces incluso variar su rigidez, de elástico a rígido.

Aplicaciones

Podría utilizarse para hacer bolsas de basura, envases, y pañales que se degraden rápidamente. Sus propiedades de fuerza y biocompatibilidad nos permitirían utilizarlo para suturar heridas con firmeza para la regeneración de tejidos

Estaneno

Fotos

Historia

Es un material cuya existencia se ha demostrado teóricamente y que sería un aislante topológico, y por tanto mostraría superconductividad al conducir la electricidad por sus bordes sin resistencia a temperatura ambiente.

Caracteristicas

Es el material más fino y fuerte conocido hasta el momento. Conduce la electricidad sólo por sus bordes, y no por el interior. El Grafeno en su momento fue una agradable sorpresa para el mundo de la ciencia, pero el Estaneno ha mejorado las espectativas. Estos dos materiales juntos son los más finos, flexibles, fuertes y con mayor conductividad que existen.

Aplicaciones

Una de las primeras aplicaciones del estaneno podrían ser los sistemas de cableado que conectan varias partes de un microprocesador, ya que el libre flujo de electrones en el cableado reduciría significativamente la generación de calor y el consumo de energía de los microprocesadores. También dijeron que el estaneno podría utilizarse para mejorar la velocidad y reducir el consumo de energía de los chips de ordenador en el futuro.

Fotos

Vantablack

Historia

Es una sustancia hecha a partir de nanotubos de carbono y es la tercera sustancia más oscura que existe actualmente llegando a absorber hasta un 99,965% de la radiación de luz visible.

Caracteriticas

Caracteristicas

Está compuesto por una especie de "bosque" de tubos verticales que están en crecimiento. Cuando la luz alcanza el Vantablack, en lugar de reflejarla, queda atrapada siendo continuamente desviada entre los nanotubos, para finalmente ser absorbida y posteriormente disipada en forma de calor

Aplicaciones

Fue diseñado para que formase parte de material específico como los componentes del equipamiento espacial, siendo por sus características ideal para el interior de los telescopios (al "evitar" la luz). La industria del automovil o los telefonos estan interesados en aplicarlo.

Ácido levulínico

Fotos

Historia

Es un cetoácido blanco y cristalino preparado a partir de la levulosa, la inulina, el almidón, etc., mediante su ebullición con ácido clorhídrico o sulfúrico diluido. Es soluble en agua, etanol y dietiléter, pero insoluble en hidrocarburos alifáticos

Caracteristicas

Es el producto estrella de esta investigación y la materia prima que se pretende obtener de la paja de arroz. «Se trata de una molécula que actúa como precursor químico y que es considerada como una de las doce moléculas renovables más importantes del mundo en la actualidad»

Aplicaciones

Se utilizan para la fabricación de plásticos, de productos fitosanitarios y abonos o de aditivos para la alimentación y para los carburantes.

Fotos

Kevlar

Historia

Es un polímero de tipo poliamida que se emplea en la elaboración de hilos con prestaciones de resistencia extraordinarias y cuya mecanización (rotura), resulta muy difícil.

Su descubrimiento se lo debemos a la química polaco-estadounidense Stephanie Kwolek, que sintetizó por primera vez esta poliamida en 1965.

Caracteristicas

Caracteristicas

  • Fuerza
  • Resistente a altas y bajas temperaturas
  • Resistencia química
  • Dificil separación

Aplicaciones

  • Chalecos antibalas
  • Guantes contra cortes
  • Aislantes térmicos
  • Equipamiento de escalada (botas o cuerdas)
  • Alas de aviones

Fotos

Gel D3O

Historia

Consiste en un tejido casi a prueba de golpes, conformado por almohadillas de goma que se endurecen al instante cuando resultan golpeadas gracias a un gel líquido.

Caracteristicas

  • Ligero
  • Muy flexible
  • No tiene punto de fusión
  • No es un material toxico
  • Tienen una vida util muy larga

Aplicaciones

El principal uso que se le da hoy en día es en la industria textil, que sirve para la fabricación y moldeamiento de todo tipo de ropa protectora. Y también en productos de protección tecnológicos como en las fundas

Conclusión y opinión personal

Me a parecido interesante y que estos nuevos materiales serán muy buenos para nuestro futuro

Conclusion y opinion personal

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