sábado, 24 de mayo de 2014

2. Relación de nuevos materiales

Hoy voy a hablar sobre nuevos materiales, indicando qué son y para que sirven.

Fibra de carbono:
Pues bien el tejido de fibra de carbono, como su nombre indica, está formado por finos filamentos de muy poco diámetro ( de 5–10 μm de diámetro) y compuestos principalmente por carbono. La fibra de carbono es una fibra sintética, es decir, es un derivado del petróleo, por lo que no es un compuesto metálico.
Atendiendo a su composición podemos decir que es un polímero ( macromolécula formada por la unión de monómeros o molécula más pequeñas)  compuesto por poliéster y viniléster.
Se fabrica a partir poliacrilonitrilo, mediante un complejo proceso.

Este nuevo marterial ha revolucionado el mundo en muchos ámbitos, debido a sus fantásticas propiedades físicas:
-Es conductor eléctrico y de baja conductividad  térmica
-Punto de fusión: 3800 (g) 3823 K
-Alta  rigidez
-Resistencia a la atracción
-Versátil; puede usarse para envolver formas complejas
-Resistente al fuego, corrosión,energía química y conductividad eléctrica
-Mantiene la forma ante altas temperaturas
-Muy ligero
-Gran aislamiento térmico

Sabiendo todo esto, ya podemos hablar de sus usos:
-Refuerzo estructural de túneles con fibra de carbono. 
-Incremento de capacidad de cargas vivas en edificios y puentes, etc.
-Reparación de estructuras dañadas debido a condiciones agresivas de su entorno

Podría poneros muchos más usos aburridos, pero como es un material revolucionario y que puede usarse en casi todo, os voy a poner usos sorprendentes:


Coche fabricado totalmente por fibra de carbono


Casco formado por fibras de carbono


Traje de submarinismo

Tiene muchas aplicaciones en la industria aeronáutica y automovilística, al igual que en 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 .

El único problema con este material es su elevado coste de fabricación, y además al no ser metálico no se puede reciclar ni reutilizar y contribuye a la contaminación debido a que se requiere mucha energía en su fabricación. 
https://www.youtube.com/watch?v=eyY4S2WB6qQ&hd=1


Grafeno:
El grafeno es un material que cuenta con sólo un átomo de grosor. Su estructura laminar plana de grafito está compuesta de átomos de carbono que forman una red hexagonal. 






puede que su grosor os engañe, y supongáis que es un material frágil, pero es todo lo contrario. Se trata de un material extremadamente resistente que además sirve de conductor de la electricidad, por lo que las utilidades en el mundo electrónico son infinitas. 

Muchos lo llaman el material del futuro, y los creyentes lo denominan el material de Dios. Personalmente creo que Dios tendría mejores cosas que hacer que crear el grafeno. Sus usos todavía no están claros y tampoco se sabe cuando podrá ser utilizado con normalidad. Por ahora es un material con futuro, pero quien sabe... Por ahora los usos que se le dan son desde el campo electrónico  –dadas sus extraordinarias propiedades conductoras y semiconductoras–, como por ejemplo la futura construcción de vehículos espaciales, pasando por la fabricación de corazas humanas de seguridad (un chaleco antibalas, por ejemplo).

Se tiene la intención de construir ordenadores mucho más rápidos que los de hoy en día gracias al desarrollo de microprocesadores con transistores de grafeno.  El principal problema, y que se está testando, es la resistencia a la tensión. 

Algunas fotos alucinantes del grafeno, en un futuro cercano:




Os dejo un vídeo del uso del grafeno en 50 años, os quedaréis alucinados: https://www.youtube.com/watch?v=XiyRc3OAC3A&hd=1

Fibra óptica:
La fibra óptica es un material que tiene la capacidad de guiar la luz, y esto lo hace mediante el alto índice de refracción. la fibra óptica está formada por  filamentos de vidrio (compuestos de cristales naturales) o plástico (cristales artificiales), del espesor de un pelo (entre 10 y 300 micrones). Llevan mensajes en forma de haces de luz donde quiera que el filamento vaya (incluyendo curvas y esquinas) sin interrupción.


Aquí podéis ver la fabricación: https://www.youtube.com/watch?v=oOKCqnv4-mo&hd=1

La fibra óptica revoluciona la velocidad de conexión, debido a que puede transmitir mucha información en poco tiempo. para ver su funcionamiento os dejo este vídeo: 




Perdonad que no ponga nada más sobre este material, pero creo que los vídeos muestran las aplicaciones, usos. funcionamiento y elaboración mejor de lo que yo podría hacer escribiéndolo. . 


Coltán:
El coltán es un mineral óxido formado por columbita y tantalita.

El coltán es fundamental para el desarrollo de nuevas tecnologías: telefonía móvil, fabricación de ordenadores, videojuegos, armas inteligentes, medicina (implantes), industria aeroespacial, etcétera. 
                                                         


Esto es debido a sus singulares propiedades, tales como superconductividad, carácter ultrarrefractario (minerales capaces de soportar temperaturas muy elevadas). 

Es un material que en los países desarrollados es muy codiciado, y por desgracia este material está asociado a conflictos bélicos.


Esto se debe a que los principales productores mundiales son Australia, Brasil, Canadá y algunos países africanos (República Popular del Congo, Ruanda y Etiopía). 

Su explotación está ligada a copnflictos bélicos, medio


Su explotación en África ha estado, y está, ligada a conflictos bélicos para conseguir el control de este material,  desastres medioambientales con  repercusiones en la fauna (gorilas, elefantes), e incluso problemas de salud debido a los penosas condiciones de los  métodos de explotación.



es una pena que un continente sufra solo por un mineral y que miles de personas mueran para amntener nuestro nivel de vida, ya que muchos de nosotros tenemos móviles y ordenadores que contiene coltán. La hegemonía de los países desarrollados está llevando al mundo a límites muy peligrosos, en los que la vida humana es inferior a un mineral... Un mineral manchado de sangre.

Aerogel:
Esto es un aerogel

Pero, ¿qué es un  aerogel? Pues bien, los aerogeles son una clase de materiales porosos, sólidos y con unas propiedades particulares. 
Los aerogeles se caracterizan  ser los sólidos de menor densidad que jamás se hayan producido, por ejemplo el aerogel de sílice es solo tres veces más pesado que el aire, y se cree que extrayendo el aire de sus poros llegaría a ser más ligero que éste. 
La densidad de los aerogeles es muy variada, de 0,020 g cm -3 o más alto, pero aún así, se necesitarían !50 ladrillos de aerogel para que tuviera el mismo peso que 3 litros de agua. 
¿De qué están hechos?
Cualquier sustancia podría tranformarse en aerogel, ya que un aerogel solo es una determinada disposición de los átomos de una sustancia (podría haber aerogeles de arcilla, plástico...). El único problema es que hay materiales con los que es más fácil trabajar para producir aerogeles:
  • Sílice
  • Metales de transición
  • Polímeros orgánicos 
  • Polímeros biológicos (gelatina)
  • Oro
  • Cobre 




El aerogel más estudiado es el de sílice,y el que más aparece en fotografías, tiene un color azulado. Los aerogeles son materiales que destacan por poseer de forma simultáneas características que otros materiales poseen, es decir, es un material multiusos. Por ejemplo, los aerogeles inorgánicos son excelentes aislantes térmicos y eléctricos:

Y además soporta más de mil veces su propio peso:


Mucha gente lo quiere utilizar para la construcción, o para fabricar calzado por su característica de aislante y resistencia a la comprensión. Pero yo creo que le daría un uso mejor.... almohadas. 

¡Cansado de tener la almohada caliente en verano y tener que darle la vuelta! No sufra mas, compre ahora mismo su almohada de aerogel que lo mantendrá fresquito desde el minuto uno. ¡Felices sueños!


Este vídeo es un buen resumen sobre materiales: https://www.youtube.com/watch?v=quQQiE-4vJc&hd=1



Bueno, ya he hablado sobre algunos nuevos materiales que en un futuro no muy lejano, espero, disfrutemos (menos el coltán que espero que se regularice su consumo y extracción para un mundo más igualitario).

Pues voy a hablar de materiales biodegradables, porque considero que nuestro futuro se basa en un desarrollo sostenible en el que el ser humano debe vivir en equilibrio con el medio ambiente. 

Los materiales biodegradables son los materiales que se degradan sin necesidad de químicos o sin que tenga que intervenir el humano, ya que sirven de alimento a las bacterias, hongos y demás organismos que van limpiando estos materiales de la tierra (recordemos que son seres descomponedores).


Os dejo un lista de materiales biodegradables (la mayoría son orgánicos, ya que los sintéticos no se pueden descomponer sin la intervención del hombre):

Cáscara de naranja

Naranja entera (hace referencia a los alimentos)

Semillas de naranja

Cartón

Papel de periódico

Hojas rayadas

Dulce de leche.

Tronco muerto.

Árbol vivo/arbusto/pasto

Carne humana

Carne vacuna

Cartílago (uniones articulares)

Aceite vegetal / aceite animal

Algodón

Azúcar

Cabellos/pelos/plumas/escamas(reptiles, peces)


Además el ser humano ha sido capaz de sintetizar bioplásticos. En la actualidad un ejemplo de bioplástico es el Ecovioâ L Foam utilizado en la industria del embalaje:


Lo bueno de esto es que poco a poco la gente pide y exige materiales biodegradables, supongo que queremos tener nuestra conciencia medioambiental tranquila. Por ejemplo la conocidísima cafetería Starbucks ofrece un servicio de 'take away', es decir café para llevar, y su envoltorio de transporte está fabricado de un material biodegradable similar al cartón, pero más resistente:



Otra conocida marca como lo es Pepsi, ha creado vasos formados a partir de materiales reciclados:


Y por último ejemplo tenemos las bolsas del Carrefour, formadas por tubérculo de patata y 100% degradables:




Y para finalizar me gustaría hablar de los biocombustibles. 

Los biocombustibles contienen componentes derivados a partir de biomasa, es decir, organismos recientemente vivos o sus desechos metabólicos. Los biocomponentes actuales proceden habitualmente del azúcar, trigo, maíz o semillas.





Los biocombustibles ayudan a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

Con todo esto concluyo, espero que os haya gustado los nuevos materiales de los que he hablado y que os haya concienciado a utilizar materiales biodegradables y biocombustibles, ya que yo pienso que todos somos habitantes del mismo planeta y todos tenemos la misma responsabilidad ante problemas como la contaminación o impacto en el paisaje.

¡Ah! Por cierto, si os ha gustado lo de ideas sobre materiales biodegradables os enseño esta pa´gina que está llena de nuevas investigaciones, como por ejemplo un calzado que se degrada (por uso y por acción de agentes naturales): http://cesaraugustogalan.blogspot.com.es/2012/05/diseno-con-nuevos-materiales-ii.html