5. El avance de la nanotecnología.

 

La nanotecnología avanzada, a veces también llamada fabricación molecular, es un término dado al concepto de ingeniería de nanosistemas operando a escala molecular. Se basa en que los productos manufacturados se realizan a partir de átomos.

A partir de los incontables ejemplos encontrados en la biología se sabe que miles de millones de años de retroalimentación evolucionada puede producir máquinas biológicas sofisticadas y estocásticamente optimizadas. Se tiene la esperanza que los desarrollos en nanotecnología harán posible su construcción a través de algunos significados más cortos, quizás usando principios biomiméticos.

4. El desarrollo tecnológico. Sus aplicaciones.

Las cerámicas son materiales que generan muchos problemas. Son fáciles de moldear pero al cocerlas se vuelven duras y resistentes. Las arcillas so materiales cerámicos, son muy habituales en la industria automovilística por su capacidad para soportar altas temperaturas.

Los materiales compuestos están muy presentes en la actualidad., la fibra de carbono, es ligera y resistente.

 

4.1 Moléculas a la carta: fullerenos y nanotubos

El carbono es un elemento químico abundante en el planeta y básico para la vida.
Dependiendo de las condiciones de formación, puede encontrarse en la naturaleza en distintas formas alatrópicas. Se conocen cinco formas además del amorfo: grafito, diamante, fullerenos, nanotubos y carbino2.

3.Materiales industriales

La nueva tecnología ha hecho posible la aparición de nuevos materiales, pero no todos son modernos.

EL VIDRIO

Es fácil de conseguir, sus principales componentes son el silice, carbonato sódico y carbonato calcico. No podemos confundir el vidrio con cristal, ya que el vidrio es amorfo y se puede denominar cristal solo cuando es de alta calidad.
La fibra óptica, se emplea fundamentalmente en telecomunicaiones, es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ángulo de reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total, en función de la ley de Snell. La fuente de luz puede ser láser o un LED.

Por otro lado está el papel. El pairo y el pergamino, ambos son difíciles de obtener y fueron suplantados por el papel. Este está compuesto de celulosa procedente de la madera, el papel es muy reclamado por todos, sobretodo por las industrias. Esto contribuye a la deforestación.
La ventaja de este material es puede ser reciclado, pero el inconveniente es que la mayoría de las personas no reciclan.


3.1 Materiales de contrucción: cemento y hormigón


Estos materiales son muy importantes para la contrucción. Al igual que el acero, han sido fundamentales para la contrucción de grandes edificios.
En la actualidad, hay muchos tipos de cemento, pero todos procedentes de la arcilla y la roca caliza. Y algunos de sus componentes químicos son el hierro y el aluminio.
De la mezcla de cemento y diversos componentes áridos, se elabora el hormigón. Tiene la capacidad de soportar grandes pesos; ¡al igual que este pequeñisimo insecto!

3.2. Los modernos materiales artificiales: los polímeros.

Los polímeros son macromoléculas formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros. Un polímero no es más que una sustancia formada por una cantidad finita de moléculas que le confieren un alto peso molecular que es una característica representativa de esta familia de compuestos orgánicos.

Se clasifican según su comportamiento frente al calo:
 *Polímeros termoplásticos.
*Polímeros termoestable.

Según sus propiedades mecánicas:
*Elastómeros, el neopreno.
*Plastómeros, PVC.
*Fibras, nailon.
*Recubrimentos, barniz.
*Adhesivos, cionocrilato.


Relación de polímeros más usuales:

2. Materiales Naturales

Todos los materiales provienen de la naturaleza, pero poco a poco la tecnología va avanzando y llegará el día que ella misma nos ofrezca esos materiales.
2.1 Derivados del petróleo

Uno de los materiales más importantes es el petroleo, es liquido y denso de origen mineral. En muy difícil de obtener puesto que no es muy abundante y se encuentra a miles de metros de profundidad en tierra.

Se trata de una mezcla de hidrocarburos simples y complejos. Los principales elementos presentes en él son el oxígeno el nitrógeno y el azufre. El petroleo es muy importante en la actualidad, pero aunque se siga descubriendo yacimientos, es un recurso limitado. Las refinerías son plantas industriales donde tratan el petroleo para así obtener los compuestos. A este método se le llama destilación.

Gracias a este proceso se obtiene variedades de hidrocarburos que la industria petroquímica utiliza para fabricar cantidad de productos.

2.2 La  piedra natural

La piedra natural ha sido muy importante para la historia. Grandes monumentos y arquitecturas han sido construidos con ellos, y las primeras escrituras fuero grabadas en piedra natural.

También presentaba inconvenientes por su peso a la hora de transportarlas. Hoy en día ha sido sustituida en la construcción por otros materiales. Se clasifican en cinco grupos:

*Las areniscas: son rocas sedimentarias formadas por arena y aglutinante natural, a medida que pasa el tiempo estas rocas se van desgastando.

*Las pizarras: son rocas metamórficas, resisten al mal tiempo. Gracias a su impermeabilidad son muy importantes en la construcción.

*Las rocas calizas: compuestas de carbonato calcio, son fáciles de trabajar por eso se utilizan para grandes catedrales, por ejemplo. El problema de ellas es que no son resistente a la lluvia ácida.

*El granito: se forma de magma subterráneo. Es una roca muy dura y pesada, con lo que trasportarla es muy difícil. Se utiliza también para vías que soportan trafico pesado.

*El mármol: es una roca metamórfica trasformada a partir de la roca caliza. Es muy utilizado por la arquitectura funeraria.

2.3 La madera

La madera ha sido y es muy importante para los seres humanos, es ligera, flexible y fácil de trabajar. Es una de las materias primas más solicitadas por los países; pero poco a poco la estamos eliminando debido a la deforestación.

 La madera se compone de celulosa y liginio. Hay diferentes tipos de madera, esta materia prima se caracteriza por ser duradera y resistente.


2.3 Los metales

La materia está compuesta por átomos y cada uno de estos recibe el nombre de elemento. La mayoria de las sustancias que nos rodean son compuestos.
*Las propiedades de los metales son:
-Apariencia brillante.
-Son dúctiles, es decir, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse, permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material.
-Son maleables.
-Buenos conductores de calor y frío.

A diferencia de la madera y la piedra natural, los metales siguen muy presentes en la actualidad y no han sido suplantados.
Los metales producen un efecto indeseado causado por la reactividad, la corrosión. La excepción a esta regla son los metales nobles.

TEMA 7: LOS MATERIALES AL SERVICIO DE LOS SERES HUMANOS

1.Localización de la materia prima y de los principales productos

Hoy en día, los materiales utilizados han pasado anteriormente por un proceso de cambio y elaboración a partir de una materia prima. Las materias primas pueden ser de origen mineral, vegetal o animal, y según su finalidad y su uso, algunas son más importantes que otras.

1.1 Materias primas que han resultado fundamentales para la humanidad

A medida que los tiempos han pasado, las materias primas han ido siendo más necesarias para el ser humano.

Las primeras materias utilizadas eran las de origen mineral como el sílex o pedernal, los primeros humanos le dieron mucha utilidad, con ellas fabricaban herramientas. Con las pieles de los animales se protegían del frío, y junto con la madera y la piedra luchaban por su supervivencia.

1.2Materias primas fundamentales en el mundo actual

En la actualidad hay mucha variedad de materia prima y todas son muy importantes. Algunas de las más estratégicas son:

*El petróleo: la más codiciada, se encuentra sobretodo en Oriente Medio, Latinoamérica y en Estados Unidos.

*El hierro y el carbón: tienen una gran importancia desde la revolución industrial. Los mayores yacimientos de carbón se encuentran en Asia.

*El cobre: contiene propiedades eléctricas.

*Materiales semiconductores: como el sicilio.

Existen materiales menos conocidos pero muy importantes también, el tantalio por ejemplo.