Compuestos, Semiconductores y Polímeros: Propiedades, Clasificación y Aplicaciones

Compuestos

Los compuestos están formados a partir de dos o más materiales de distintos grupos, produciendo propiedades que no se encuentran en ninguno de los materiales de forma individual. La mayoría consta de un material reforzante y una resina aglomerante, diferenciables fácilmente. La fibra de vidrio, que es vidrio en forma de filamentos embebido dentro de un material polimérico, es un ejemplo familiar: esta es mecánicamente resistente debido al vidrio, y flexible debido al polímero. Otros ejemplos son el hormigón y la madera.

Son esencialmente insolubles entre sí, con características superiores a los materiales por separado. La naturaleza nos ofrece un material compuesto natural que es la madera (material fibrado). También los hormigones hechos basándose en cemento y grava, el asfalto, los plásticos reforzados con fibra de vidrio, etc.

Semiconductores

Los semiconductores tienen propiedades eléctricas intermedias entre los conductores y los aislantes eléctricos. Por ende, se dice que su conductividad eléctrica puede controlarse y regularse. Los semiconductores posibilitan la fabricación de los circuitos integrados en los dispositivos electrónicos y/o informáticos actuales.

El Silicio, el Selenio y el Germanio son los únicos elementos que actualmente tienen aplicaciones prácticas como semiconductores. Sin embargo, gran variedad de compuestos cerámicos e intermetálicos presentan este mismo efecto.

Los semiconductores aumentan su conductividad con la temperatura, pues la energía térmica suministrada es suficiente para que los electrones no enlazados puedan saltar a la banda de conducción.

El cristal de silicio es el elemento más utilizado en la actualidad como material semiconductor para fabricar diodos, transistores, circuitos integrados y los microprocesadores que utilizan las computadoras personales, así como otros dispositivos digitales.

Polímeros

Los polímeros son compuestos orgánicos, basados principalmente en Carbono e Hidrógeno, además de otros elementos no metálicos. Se caracterizan por estar formados por largas cadenas de moléculas y van desde los plásticos comunes al caucho. Son materiales de baja densidad y gran flexibilidad, poseen muy poca conductividad térmica y eléctrica, así como baja resistencia mecánica. Además, debe evitarse su uso a altas temperaturas, ya que suelen degradarse rápidamente.

Están formados por macromoléculas, es decir, moléculas gigantes constituidas por unidades más pequeñas que contienen carbono y se repiten formando cadenas lineales, ramificadas o entrecruzadas.

Características de los Polímeros

• Baja densidad
• Alta estabilidad química
• Aislante eléctrico, térmico y acústico
• Fácil de conformar y bajos costes de producción
• Baja resistencia mecánica aunque alta relación resistencia/densidad
• No soportan temperaturas elevadas
• Algunos son muy elásticos, otros rígidos, en general son fáciles de colorear, muchos son transparentes y otros opacos

Origen de los Polímeros

Por transformación de derivados del petróleo, el gas natural o el carbón como:

• El PVC
• Polietileno
• Poliestireno
• Baquelita
• Caucho artificial, etc.

Clasificación de los Polímeros

En función de su estructura interna, los materiales polímeros se clasifican en:

• Termoplásticos
• Termoestables
• Elastómeros