O material do futuro

Coa revolución industrial iniciouse un proceso continuo de desenvolvemento tecnolóxico ata chegar aos nosos días. Cando alguén pensa en desenvolvemento imaxina grandes construcións, vehículos, dispositivos electrónicas, etc. Porén, a tecnoloxía non só se limita a isto, senón que abarca todos e cada un dos aspectos das nosas vidas: dende o aparato máis sinxelo (coma un bolígrafo) ata o máis complexo (coma un ordenador). Todos estes mecanismos non poderían funcionar se non existisen uns materiais adecuados para a súa construción, e un destes materiais é o plástico.

Proceso de polimerización

Poceso de polimerización

Os plásticos, tamén denominados polímeros, son materiais sintéticos formados por moléculas cuxo compoñente fundamental é o carbono. Estas moléculas posúen un altísimo peso molecular, dado que están constituídas de unidades máis sinxelas e pequenas que reciben o nome de monómeros. Os plásticos sintetízanse a partir dunha reacción chamada de polimerización, que consiste en unir os monómeros para formar longas cadeas (polímeros). A reacción pode ser de dous tipos: policondensación ou poliadición. A principal diferenza entre eles é que no caso da primeiro xéranse moléculas de substancias non aproveitables (alcol, amoníaco, auga…), o que non ocorre no segundo caso.

Ao tratarse dun material sintético, non se pode atopar na natureza, en cambio si se atopan as súas materias primas, que son os polímeros naturais: celulosa, proteínas e, sobre todo, petróleo). Estas modifícanse mediante tecnoloxía química co fin de mellorar as súas propiedades.

Os plásticos desenvolvéronse rapidamente debido ás súas innumerables aplicacións, grazas ás súas propiedades, pese a posuír pouca resistencia á calor e baixa temperatura de fusión: son bos illantes eléctricos e térmicos, resisten ben o ataque químico e os seus custos de produción son baixos.

Os polímeros clasifícanse segundo a súa estrutura, e, así, atopamos os plásticos termoplásticos, os termoestables e os elastómeros.

  • A utilidade dos plásticos termoplásticos vén dada pola súa facilidade de conformado, dado que se poden fundir e volver a solidificarse cantas veces se queira, aínda que a súa resistencia á calor é limitada. Obtéñense por poliadición. Este tipo de plásticos úsanse, sobre todo, para fabricar utensilios de cociña e domésticos, como illantes, ou para a fabricación de pezas complexas mediante a inxección en moldes (debido á súa facilidade de conformado).
  • No caso dos plásticos termoestables, a súa característica fundamental é que poden conformarse soamente unha vez e resisten aos axentes químicos e á calor, polo que se empregan como illantes. Por último, a particularidade dos elastómeros é a súa elasticidade, polo que as súas principais aplicacións relaciónase coas prendas de vestir.

Pola necesidade de mellorar as propiedades dalgúns plásticos, xurdiron os chamados “plásticos mellorados”, que son unha proba máis do poder da enxeñaría química. Trátanse de materiais que se unen entre si, ben en forma de láminas ou ben en forma de fibras, para obter outros coas propiedades desexadas.

Contaminación da auga causada por plásticos

Os plásticos son realmente un gran avance para a humanidade, porén, non todo son vantaxes, xa que estes materiais precisan dun proceso de reciclaxe que, de non existir, causarían graves contaminacións. De feito, a pesar da existencia de dito proceso, os plásticos contaminan hoxe en día cando non se usan correctamente. O seu poder contaminante débese a que son moi pouco biodegradables (unha botella de plástico tarda de100 a 1000 anos en degradarse). Non obstante, se se reciclan, os polímeros non causarán problemas.

A industria dos plásticos avanza a pasos axigantados, de modo que moitos deles comezan a substituír a outros materiais en determinadas máquinas. De seguir así, credes que chegará un momento no que os plásticos sexan practicamente os únicos materiais que estean presentes nas nosas vidas? E, se isto ocorrese, pensades que a xente lles daría un uso adecuado ou causarían graves problemas de contaminación?

Publicado en POLÍMEROS | 1 Comentario

Coltán, o ouro azul

O nome de coltán procede do acrónimo de “columbita” e “tantalina”. Utilízase en centráis atómicas, condensadores e outras partes de aparellos electrónicos… Grazas a isto créanse microchips que permiten baterías de larga duración.

Nun principio, este mineral extraíase de Brasil e Tailandia, pero cando se lles esgotou, os países desenvolvidos centráronse na República Democrática do Congo, xa que posúe o 80% das reservas mundiais de coltán no seu subsolo.

A partires disto desencadeouse unha guerra no Congo por este preciado mineral, ademáis de ouro e diamantes, onde os maiores beneficiarios foron Ruanda, Uganda e os paises desenvolvidos.


Sen embargo, esta guerra non só provocou vítimas civís, se non que tamén acelerou a extinción dos gorilas das montañas do parque Nacional Kahuzi-Biega e a de tribus indíxenas.

Cres que vivimos nunha sociedade tan consumista e egoísta que non se decata do valor que teñen obxectos insignificantes e cotiáns?

Valerá a pena que algúns pobos teñan que sufrir polo avance tecnolóxico?

Publicado en Coltán, Novos materiais | 6 Comentarios

Coñecendo a fibra de carbono

A fibra de carbono é un material composto non metálico, constituído principalmente por carbono, de tipo polimérico (e dicir, formado basicamente por estructuras repetidas) e convertido en fibra. Desenvolveuse inicialmente para a industria espacial (na construcción de satélites), pero, ao baixar o seu prezo, extendeuse a outros campos. Entre outros, está presente na industria do transporte (por exemplo en bicicletas e en barcos), así como en deportes cun elevado nivel tecnolóxico, como na Fórmula 1, onde hoxe en día resulta un material imprescindible polas súas propiedades, ademais de en elementos de protección, coma os cascos das motos; tamén ten presenza na industria da aeronáutica (avións militares) e ultimamente encontrámola ata en artículos tan persoais coma en carteiras e en reloxos, incluso en algúns ordenadores portátiles e proteccións para diferentes obxectos. Ten propiedades mecánicas similares ás do aceiro, sendo a súa resistencia tres veces superior, pero cunha densidade menor, xa que é tan lixeira como a madeira ou o plástico.

A fibra de carbono está composta pola unión de fíos de carbono en forma de filamentos longos e miúdos, e formada principalmente por átomos de carbono enlazados en cristais microscópicos. A súa estrutura atómica consiste en láminas de átomos de carbono ordenados nun patrón regular e hexagonal.

As principais propiedades da fibra de carbono son:

  • Posúe unha elevada resistencia mecánica, cun módulo de elasticidade elevado.
  • Presenta unha baixa densidade, en comparación con elementos como o aceiro.
  • A pesares de ter baixado, ten aínda un elevado coste de producción.
  • Conta cunha gran resistencia a axentes externos.
  • Ten unha gran capacidade de aillamento térmico.
  • Resulta moi resistente á corrosión, ao lume, á inercia química e á conductividade eléctrica.
  • Ademais, conserva a súa forma ante variacións na súa temperatura.

En definitiva, é un material que satisfai moitas das necesidades tecnolóxicas actuais, xa que combina unha moi elevada resistencia cunha alta lixeireza e adaptabilidade aos usos que se lle queira dar.

– Cres que, dadas as características que ten, a fibra de carbono podería ir sustituíndo, tanto na vida cotiá como nas necesidades da industria, a productos como o aceiro ?

– Non cres que, de producirse isto a gran escala, habería un gran cambio económico relacionado cos principais países productores de ferro hoxe en día, como Rusia, Brasil, EE.UU. ou China, así como con toda a industria pesada relacionada coa extracción e tratamento deste mineral ?

 

 

 

Publicado en Fibra de carbono, Novos materiais | 2 Comentarios

Nin con viño…

Cando nos refeimos a nanotecnoloxía téxtil referimonos a unha nova xeración de novos materiais nos que a nanotecnoloxía xoga un papel esencial. Por exemplo roupa que non se ensucia, que repele o café, as manchas de froita ou viño…. A explicación de todo isto son as nanopartículas que permiten cambiar as propiedades dos tecidos… Poden chegar a repeler virus, bacterias… máis de cen lavados sen perder as propiedades… Non é ciencia ficción; en menos de cinco anos calcúlase que o vello sector téxtil terá unha nova renovación.

O seu obxectivo é aplicar a nanotecnoloxía para crear un funcionamiento excepcional en artículos diarios: roupa, mobiliarios caseiros, telas industriais, etc. Algúns destes avances poden cambiar a maneira na que todos nos vivimos e traballamos.

Polo tanto poderíamos definir a nanotecnoloxía téxtil como as innovacións que se producen no sector téxtil grazas a nanotecnoloxía a cal nos permite obter cousas espectaculares como pantalóns que non se manchan, outros que se non se mollan, outros que cambian de cor…

Estades fartos de ir a praia e mollarvos o bañador ao metervos na auga? Pois a nanotecnoloxía téxtil pode ser a vosa solución:


¿Canto cres que podería custar un pantalón destes?

¿Que inconvintes lle ves a este tipo de tecidos?

Publicado en Nanotecnoloxía, Novos materiais | 6 Comentarios

O fío transmisor do futuro

fibra óptica é un fío  moi fino de material transparente, vidro ou materiais  plásticos. Por este fío envíanse pulsos de luz que representan os datos que vamos transmitir.

O físico Narinder Singh Kapany, apoiándose nos  estudos de John Tyndall, realizou experimentos que o levaron a la invención da fibra óptica.

A fibra óptica permite enviar gran cantidade de datos a unha gran distancia, con velocidades similares aos da  radio e superiores ás dun  cable convencional. Son o medio de transmisión por excelencia xa que son  inmunes ás interferencias electromagnéticas, tamén se empregan para redes locais, onde se necesite aproveitar as vantaxes da fibra óptica sobre outros medios de transmisión.

A fibra óptica ten moitas funcións: emprégase habitualmente en redes de datos, telecomunicación, emprégase tamén como sensores para medir temperatura, para uso decorativo, iluminación, etc.

Uns dos primeiros usos da fibra óptica foi  para transmitir imaxes, o que axudou a creación do endoscopio médico.

O Premio Nobel de Física 2009 foi adxudicado ó británico estadounidense Charles Ka pola súa investigación no terreo da fibra óptica.

Sabíades que inventou a fibra óptica? E coñeciades as súas múltiples funcións?

 

Publicado en Fibra óptica | 2 Comentarios

Superconductividade

Os superconductores son materiais que conducen a electricidade con un nivel moi superior ao dos materiais conductores máis correntes  ,  quéntanse menos soportando temperaturas moito máis elevadas e permiten transportar  a electricidade dunha maneira na que case non se producen perdas.

 

A superconductividade foi descuberta en 1911 polo físico holandés Heike Kamerlingh Onnes,un dos pioneiros en desenvolver técnicas para enfriar materiais a temperaturas cercanas ao  chamada cero absoluto  , que equivale a -273ºC.

Naquela época , o laboratorio de Kamerlingh Onnes era un dos poucos do mundo que dispoñía de suficiente capacidade tecnolóxica para estudar as propiedades dos materiais a tan baixas temperaturas . Mentras estudaba a resistividade electrica do mercurio , atopouse con que este metal perde completamente a súa resistencia cando se enfría por debaixo de -269ºC. A este estado de resistencia cero chamoulle superconductividade.Onnes  recibiu o premio Nobel de física en 1913

Principais aplicacións dos superconductores:

1) A produción de grandes campos magnéticos.

2)Fabricación de cables de transmisión de enerxía.

A principal ventaxa dos superconductores é que se perde unha cantidade mínima de enerxía no transporte , pero tamén teñen unha serie inconvintes como por exemplo que ao ter que manterse a temperaturas moi baixas necesítase usar moita enerxía iso sería moi caro , por iso non son utilizados comunmente.

 


1.Sabes algunha aplicación que se lle da aos superconductoes na vida cotiá?

2.Cres que será posible atopar máis materiais superconductores con máis ventaxas que inconvintes?

 

 

 

 

 

 

 

Publicado en superconductores | Deixa un comentario

La iluminación del futuro

El galio es un elemento químico grisáceo en estado líquido y plateado y brillante en estado sólido que al aliarse con el nitrógeno, se consigue el nitruro de galio (GaN), que es un compuesto emisor de luz que ya se usa en los flashes de las cámaras, los faros de las bicicletas, los teléfonos móviles y en la iluminación del interior de autobuses, trenes y aviones…

Su principal aplicación en la actualidad es la iluminación, ya que produce luz propia, y se utiliza como base de los LEDs y si su utilización se populariza y se extiende reduciría ampliamente el gasto económico en luz de las empresas y familias de todo el mundo. Y, a la vez,  contribuiría a disminuir enormemente las emisiones de dióxido de carbono de las centrales eléctricas y a preservar las reservas de combustibles fósiles.

El Nitruro de Galio es un material un material fundamental en el diseño de nuevas estructuras por sus aplicaciones en emisores y detectores de radiación y el alto valor de su constante dieléctrica, su buena conductividad térmica y sus favorables propiedades de transporte hacen del GaN un semiconductor ideal para dispositivos de potencia.

Una gran empresa en nuevas tecnología ha anunciado que sus ingenieros ha logrado crear “nitruro de galio sobre sustratos de cristal amorfos”, un invento que permitiría al fabricante producir displays de gran tamaño a partir paneles de cristal normal y corriente, por ejemplo el de nuestras ventanas.

No obstante, a pesar de todas estas cualidades, existe un gran problema para que no se esté utilizando en la actualidad y es su alto coste, sería muy caro hacer una instalación luminica de nitruro de galio en nuestras casas, además emite una luz muy intensa, esto se intenta solucionar pero requiere su tiempo por eso se espera que hasta dentro de 5 o 10 años no disfrutemos de este material en nuestros hogares.

– Crees que con la crisis que estamos viviendo se debería invertir más dinero en investigar en recursos como este que reduzcan los gastos de las familias y empresas?

Publicado en Novos materiais | 1 Comentario

O aceiro, a revolución metalúrxica.

O aceiro é unha aleación de ferro e carbono, no que este último está presente dende un 0’4% ata un 2’25%.

O aceiro como tal comezou a producirse en altos fornos a partir do século XVIII, porén dende a Idade Antiga xa se empregou unha “especie” de aceiro: no ferro formábase unha capa que mesturaba o ferro co carbono das brasas. Isto coñécese como ferro de forxa.

Unha pequena anécdota: durante as Cruzadas, os moros empregaron unha forma de templar as espadas un tanto especial. Cando o metal estaba candente, introducíano no corpo dun prisioneiro cristián para torturalo e, de paso, fabricaban espadas de ferro forxado co carbono do corpo humano.

Volvamos a 1740, ano no que Benjamin Huntsman descobre (redescobre, mellor dito) a forma de fabricar aceiro de calidade nun crisol cunha cantidade de carbono coidadosamente medida. Era a mellor forma ata que en 1902 se inventou o forno eléctrico.

O aceiro supuxo na Historia da Humanidade unha gran revolución material: un metal moi dúctil, maleable e tenaz que permete crear grandes estruturas moi resistentes con relativa facilidade. Como o movemento se demostra andando, só tes que votar unha ollada ao teu redor: dende os cubertos que empregas para xantar ata as enormes pontes que se atopan na autoestrada, están feitos de aceiro.


Por qué digo que Benjamin Huntsman “redescobre” o aceiro de crisol?

Que vantaxes supón o aceiro sobre outros metais como, por exemplo, o ferro?

 

 

Publicado en Aceiro | Deixa un comentario

Polímeros

Os polímeros son macromoléculas compostas por centos de miles de unidades máis pequenas denominadas monómeros formando enormes cadeas. A este proceso de formación de polímeros denomínase polimerización.

Existen 3 tipos de polímeros:

Polímeros naturais: proveñen de seres vivos como animais e plantas. Ex: celulosa, amidón, caucho…

Polímeros artificiais: proveñen das modificacións dos polímeros naturais mediante procesos químicos. Ex: nitrocelulosa…

Polímeros sintéticos: obtéñense por procesos de polimerización controlados polo home a partir de materias primas de baixo peso molecular. Ex: naylon, polietileno…

PROPIEDADES:

A continuación un vídeo que mostra as propiedades dos polímeros como as mecánicas, térmicas e cristalinidade segundo a súa estructura, forzas de unión, factores externos e procedencia.


Que opinas da utilidade de estos compostos? Cres se poderán sintetizar moitos máis compostos dos que hai a partir das materias primas con finalidades diferentes aos xa existentes?

 

Publicado en POLÍMEROS | Deixa un comentario

Fibra de carbono

Las primeras fibras de carbono datan de la época de Thomas Edison, quien las preparó gracias a un proceso de carbonización, que logró por el empleo de filamentos de otras fibras (de bambú, celulosa).Estas fueron posteriormente utilizadas para la preparación de otros filamentos: los de las lámparas incandescentes.

La fibra de carbono ,al principio, se desarrolló  para la industria espacial, pero ahora, al bajar de precio, se ha extendido a otros campos: la industria del transporte, aeronáutica, al deporte de alta competición y, últimamente, la encontramos hasta en carteras de bolsillo y relojes.

La fibra de carbono supuso una revolución para la humanidad, ya que permite realizar construcciones mas resistentes y de mayor calidad. Se puede decir que este material es uno de los grandes descubrimientos del siglo XXI.

Aprende mas en http://www.interempresas.net/Plastico/Articulos/16574-La-fibra-de-carbono-un-material-para-el-siglo-21.html

Es un material compuesto, constituido principalmente por carbono. Tiene propiedades mecánicas similares al acero y es tan ligera como la madera o el plástico.

Entre las principales características de este compuesto destacan:

-Elevado coste de producción.

-Gran resistencia a agentes metereologicos.

-Gran resistencia mecánica.

-Baja densidad.

-Resistencia a los cambios de temperatura.

La fibra de carbono tiene múltiples aplicaciones , sobre todo en la industria aeronáutica y automovilística, también se usa en la construcción y en la fabricación de materiales deportivos.

Algunos de losmateriales que se necesitan para fabricar fibra de carbono pueden resultar costosos y un poco difíciles de conseguir. Aquí dejo unas lista con ellos:

-Unas gafas de seguridad.

-Una mascarilla para los vapores de los productos químicos

-Guantes de látex

-Tela de fibra de carbono

-Tela de fibra de vidrio

-Resina transparente

-Endurecedor

-Cera desmoldante

-2 vasos para poder realizar las mezclas

-Un pincel

-Un molde al gusto de cada uno

La obtención por separado de estos productos resulta muy costosa por lo que lo mejor sería obtener un  kit de fabricación preparado expresamente para fabricar estas piezas.

El vídeo que aparece a continuación es un tutorial que  muestra los pasos a seguir en la fabricación de una pieza de fibra de carbono con un kit de fabricación.


-¿Crees que este material substituirá a los materiales ya existentes como acero, aluminio…?

-A pesar de su elevado costa, la fibra de carbono es uno de los elementos más utilizados actualmente.¿Crees que vale la pena pagar su precio o te parece un gasto superfluo?

 

 

Publicado en Fibra de carbono, Novos materiais | 4 Comentarios