Materiales avanzados y nanotecnología: aplicaciones en aeronáutica, medicina e ingeniería

Respuesta a las nuevas necesidades

La posibilidad de desplazamiento rápido por medio de vehículos con motores, por tierra o por aire, y la construcción de vías, puentes o edificios se ha podido conseguir gracias a los avances tecnológicos.

El desarrollo científico y tecnológico y la aparición de nuevas necesidades se hace patente en algunas disciplinas, como la aeronáutica o la medicina.

Los nuevos materiales: definición

Son uno de los ejemplos más notables de la relación entre el desarrollo científico y tecnológico, la creatividad y la innovación.

Hoy se empieza a ver como posible el sueño de diseñar y construir materiales hechos a la medida de necesidades específicas, en la llamada ciencia de los materiales.

Clasificación

• Metales (aluminio, zinc, níquel, litio, estaño). Alta conductividad térmica y eléctrica, densidad elevada y gran tenacidad, ductilidad, propiedades magnéticas y algunos se comportan como superconductores a muy bajas temperaturas.
• Semiconductores (silicio: a temperatura ambiente tiene propiedades de metal o aislante). Se pueden comportar como conductores o como aislantes, y constituyen la base de la industria electrónica.
• Cerámicos (cerámicas convencionales: barro, vidrio, etc.; avanzadas: fibra óptica, placas de naves espaciales, etc.). Suelen ser óxidos o carburos. Son materiales no orgánicos ni metálicos, frágiles, y presentan baja conductividad eléctrica y térmica, por lo que muchos se utilizan como aislantes.
• Polímeros (plásticos, caucho o goma natural, silicona). Son el resultado de la unión de pequeñas moléculas orgánicas denominadas monómeros. Tienen baja densidad y baja temperatura de fusión. Suelen obtenerse del petróleo.
• Composites. Materiales mixtos obtenidos a partir de metales, cerámicos y polímeros. Tienen propiedades como bajo peso, tenacidad y operatividad a altas temperaturas. Pueden ser más duraderos que el hormigón y el acero.

Nanotecnología

Es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales funcionales a través del control de la materia a nanoescala y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nanoescala. Se podrán obtener materiales con propiedades previamente buscadas.

Los microscopios nanotecnológicos

• Microscopio de efecto túnel, 1981. Se ha logrado observar la superficie de un metal y la disposición de sus átomos. Con este microscopio se pueden manipular los átomos de forma que se crean figuras.
• Microscopio de fuerza atómica, 1986. Capaz de medir fuerzas de nanonewtons (nN).