Materiales avanzados en tecnología: silicio, coltán, litio, grafeno y siliceno

Materiales Avanzados Clave en la Tecnología Moderna

Exploramos los materiales que impulsan la innovación tecnológica, desde la electrónica hasta la medicina.

Silicio

El silicio es un elemento fundamental empleado en la fabricación de vidrio a partir de arenas de sílice. Es un semiconductor, lo que significa que no conduce la electricidad a menos que se someta a condiciones específicas de calor, luz o carga eléctrica, en cuyo caso se comporta como conductor. Al añadir elementos químicos al silicio, como el germanio, se obtienen diversos tipos de semiconductores. La combinación de semiconductores permite fabricar componentes electrónicos como LEDs y memorias.

Coltán

El coltán no es un mineral en sí mismo, sino la designación de dos minerales: columbita y tantalita. Se extrae de estos minerales, que contienen niobio (columbita) y tántalo (tantalita). Estos elementos poseen propiedades valiosas, como su elevada resistencia a la corrosión y la capacidad de soportar altísimas temperaturas. El tántalo puede almacenar cargas eléctricas y liberarlas cuando se necesita, lo que permite fabricar condensadores muy delgados y pequeños empleados en teléfonos móviles, consolas, navegadores GPS, etc. Este material ha hecho posible la miniaturización de la tecnología.

Litio

El litio es el más ligero de todos los metales. No se encuentra libre en la naturaleza, sino formando parte de minerales como la espodumena o la lepidolita. Se extrae a partir de salinas, y su minería puede causar problemas ambientales. Tradicionalmente, se ha empleado como espesante para grasas lubricantes y en esmaltes para porcelana y vidrios. Sin embargo, actualmente su uso se ha ampliado, ya que forma parte de las baterías recargables que utilizamos a diario en móviles y ordenadores portátiles, y también constituye la base de las baterías de los coches eléctricos.

Grafeno

El grafeno está formado por una lámina extremadamente delgada de carbono con tan solo un átomo de grosor. Su estructura interna consiste en una red molecular bidimensional de átomos de carbono obtenida a partir del grafito. Es el material más fuerte, ya que su resistencia es superior a la del acero. Con él se podrán construir pantallas conductoras y flexibles que se enrollan y pueden recubrir superficies esféricas, cónicas o cilíndricas. Se barajan aplicaciones en la industria fotovoltaica, para la fabricación de baterías y en la industria aeronáutica, entre otras. Los chips de grafeno podrían llegar a ser 1000 veces más rápidos que los chips de silicio, y usando este material en las conexiones de banda ancha, la velocidad de Internet se multiplicaría varias decenas de veces. Además, no contamina.

Siliceno

El siliceno contiene una estructura interna en panel de abeja, pero con láminas de silicio. Comparte con el grafeno muchas de sus propiedades. Si se consigue desarrollar un proceso industrial para su producción a gran escala y a bajo coste, podría incluso sustituir al grafeno, ya que es compatible con los componentes electrónicos de los chips actuales.

Nanociencia y Nanotecnología

Definiciones

Nanociencia: Es la disciplina que estudia la materia a escala de los 100 nanómetros o por debajo de ella.

Nanotecnología: Es la ciencia que se ocupa del desarrollo de las aplicaciones de la nanociencia, creando materiales y dispositivos.

Aplicaciones de las Nanopartículas en la Medicina

Se podrán usar para detectar enfermedades, como el cáncer, en el instante en que empieza a desarrollarse, y para fabricar nanomáquinas que liberen fármacos en el torrente sanguíneo.