INDICE
1. Nuevos materiales
- Grafeno
-¿Qué es?
-¿Cómo es?
-¿Cómo se obtiene?
-Utilidades
- Upsalita
- El hormigón translúcido
- Otros
2. El enlace químico
NUEVOS MATERIALES
Algunos de los materiales que se han descubierto en los últimos años son:
GRAFENO
¿Qué es?
El grafeno es una sustancia formada por átomos de carbono, con átomos dispuestos
en patrón regular hexagonal, similar al grafito, pero en una hoja de un átomo
de espesor. Es muy ligero, una lámina de 1 metro cuadrado pesa tan sólo 0,77
miligramos. Se considera 200 veces más fuerte que el acero y su densidad es
aproximadamente la misma que la de la fibra de carbono, siendo,
aproximadamente, 5 veces más ligero que el acero.
Tiene una estructura
similar a un pana de abeja y sus átomos de carbono están unidos por enlaces covalentes que
se generan a partir de la superposición de los híbridos sp2 de los carbonos enlazados.
Mediante la hibridación sp2 se
explican mejor los ángulos de enlace, a 120°, de la estructura hexagonal del
grafeno. Como cada uno de los carbonos contiene cuatro electrones de valencia en el estado hibridado, tres de esos
electrones se alojan en los híbridos sp2, y forman el esqueleto
de enlaces covalentes simples de la estructura.
El solapamiento lateral
de dichos orbitales da lugar a formación de orbitales de tipo π. Algunas de
estas combinaciones propician un gigantesco orbital molecular deslocalizado
entre todos los átomos de carbono que constituyen la capa de grafeno.
En realidad, la estructura
del grafito puede
considerarse una pila de gran cantidad de láminas de grafeno superpuestas. Los
enlaces entre las distintas capas de grafeno apiladas se deben a fuerzas de Van der Waals e interacciones de los orbitales π de
los átomos de carbono.
¿Cómo es?
El Grafeno es capaz de
mejorar por completo las condiciones de cualquier superficie donde se
aplique. Es un material muy
duro, resistente, flexible y muy ligero; lo que permite moldearlo según las
necesidades de cada caso. Conduce muy bien tanto el calor como la electricidad;
y permanece en condiciones muy estables cuando se le somete a grandes
presiones.
Su futuro en terrenos como la medicina se presenta realmente prometedo. Por
ejemplo, en las máquinas con las que se realizan las radiografías. Éstas
funcionan mediante radiaciones ionizantes, unas formas de energía que hacen que
los materiales que se encuentran a su alrededor se desgasten muy pronto. Sin
embargo, el grafeno ofrecería una duración casi infinita, por lo que la
inversión que habría que realizar en la adquisición este material sería mucho menor.
Además, el grafeno es capaz de generar electricidad a través de la
energía solar, lo que le convierte en un material no contaminante, incluso
se ha demostrado que si se construyeran con grafeno las placas solares, podrían
generar varias veces más energía por hora que las actuales.
¿Cómo se
obtiene?
Si con todo esto queda demostrado que las cualidades del grafeno nos
ofrecen amplios beneficios y además nos pueden mejorar nuestra calidad de vida,
¿por qué no lo empleamos más a menudo y utilizamos en su lugar materiales menos
rentables?
Pues esto es debido a diferentes factores. Por una parte, para que conserve
todas sus propiedades, el mineral ha de ser de la mayor calidad posible. Con el
método tradicional de obtención a base de deshojar el grafito con cinta
adhesiva, se consigue grafeno de muy alta calidad, pero la cantidad producida
es mínima y resulta insuficiente para su uso industrial.
Por otro lado, con el empleo de otros métodos para su obtención con el fin
de aumentar la cantidad producida, no se consigue un producto con la calidad
suficiente.
Actualmente, el grafeno se comercializa de dos formas:
• Grafeno
en lámina: es de alta calidad y se emplea en campos como la
electrónica, la informática o incluso la aeronáutica, donde se requiere un
material muy resistente pero su producción es actualmente muy costosa.
• Grafeno
en polvo: se usa en ámbitos que no requieren de un material de alta
calidad. Su proceso de obtención es más barato y permite una mayor producción
del producto, pero renunciando a parte de sus propiedades.
Utilidades
Con solo echar un vistazo a nuestro
alrededor y ver todo lo que nos rodea, nos podemos hacer ua idea de en cuantos
campos distintos puede aplicarse el grafeno. Ordenadores, coches,
teléfonos móviles y equipos de música son, por mencionar sólo algunos de ellos,
cosas que encontramos frecuentemente en nuestra vida cotidiana en las que el
grafeno se podría llegar a aplicar.
Por sus propiedades, el grafeno puede
servir como material en la fabricación de aviones, satélites espaciales o
automóviles, haciéndolos más seguros. También en la construcción de edificios,
pues los convertiría en más resistentes.
Las
aplicaciones más destacadas del grafeno son de gran importancia, sobre todo, en
el campo de la electrónica, donde a través de su capacidad para almacenar
energía puede dotar a las baterías de una mayor duración y un menor tiempo de
carga, establecer conexiones más rápidas e incluso contribuir a mejorar el
medio ambiente sustituyendo a materiales contaminantes que hoy en día nos vemos
obligados a utilizar. No hay que olvidar su relevancia en el ámbito de la
salud. Las prótesis de grafeno podrían sustituir a las actuales, de diversos
materiales. O incluso se podría aplicar para mejorar el tratamiento de algunas
enfermedades.
UPSALITA
Investigadores de la Universidad de Upsala, en
Suecia, dieron por accidente con este material súper absorbente y ya piensan en
sus posibles aplicaciones, las cuales pueden ir desde la protección de aparatos
electrónicos, nuevos pañales para bebes, el control de humedad en edificios o
la recolección de residuos tóxicos.
De acuerdo
con los científicos, la capacidad de absorción de este nuevo material es
superior a la de cualquier otro producto conocido. Esto se debe a que la
Upsalita presenta un área de superficie de 800 metros cuadrados por gramo, lo
que la convierte hasta ahora en el material más absorbente conocido, lo cual se
logra gracias a que su estructura está formada por millones de poros vacíos con
un diámetro inferior a los 10 nanómetros.
Su
descubrimiento fue debido a un “afortunado” error. Los científicos cambiaron
ligeramente los componentes de anteriores experimentos fallidos, pero los
dejaron olvidados dentro de una cámara de reacciones del laboratorio. Allí se
quedaron tres días hasta que regresaron y encontraron el nuevo material. De
regreso, descubrieron que se había formado un gel rígido, la Upsalita. Se
trata, en resumen, de un carbonato de magnesio modificado; una sustancia que
los científicos aseguraron, durante décadas, que era imposible obtener a
precios razonables. Por otra parte, otras formas ordenadas en cristales y sales
son muy abundantes en la naturaleza y fáciles de producir. Sin embargo, no
cuentan con la capacidad de absorción registrada en la Upsalita. Al
descubrimiento fortuito le siguieron un año de análisis y mejoras en el
proceso, con miras a hacerlo un producto accesible para todo mundo sin necesidad
de recurrir al proceso de tres días en un laboratorio. La Upsalita, afirman, no
sólo es capaz de absorber más agua que el resto de otros materiales, sino que
se puede regenerar con un menor costo energético. Debido a esto los
investigadores crearon Disruptive Materials, una variante desde la cual pueden
darle una salida comercial a este material.
EN ESTE VIDEO PODEMOS VER LA REACCIÓN QUE OCURRE EN PRESENCIA DE UPSALITA: https://www.youtube.com/watch?v=5wCKlfOoewM
EL HORMIGÓN TRANSLÚCIDO
El mundo de la construcción
no suele destacar por su innovación tecnológica, se trata tradicionalmente de
un sector muy tradicional y al que le cuesta incorporar nuevas tecnologías o
sistemas constructivos, algo que se debe, entre otras cosas, a las grandes
inversiones que se deben desembolsar para llevar a cabo la construcción de un
edificio. Una de las pocas innovaciones que han aparecido recientemente es un
tipo de hormigón traslucido. Este material mantiene similares características
que el hormigón tradicional y la diferencia fundamental reside en la
incorporación de fibras ópticas traslúcidas, de tal manera que el producto resultante
permite que la luz lo atraviese. En
realidad la composición de un bloque realizado a partir de este tipo de
hormigón solo tienen un 4% de fibra óptica en la composición total, lo que
garantiza que mantenga gran parte de su resistencia mecánica. La única pega que
se le puede poner a este nuevo material compuesto es que su precio
lamentablemente no puede competir con el hormigón tradicional, algo que por el
momento es supone una gran dificultad, ya que existen otros productos que
pueden cumplir la misma función a precios muchos más competitivos.
OTROS
1-Espuma de Titanio: El titanio es un material realmente
resistente cuyo uso puede tener multitud de aplicaciones dentro de la
construcción y la arquitectura. Unos científicos alemanes han logrado mezclar espuma
de poliuretano con una solución de polvo de titanio, logrando un material muy
ligero a la vez que resistente. Las aplicaciones pueden ir desde prótesis
médicas hasta cerramientos de gran resistencia para fachadas de edificios.
2-Seda artificial de araña: Científicos japoneses han logrado
reproducir sintéticamente la seda de araña, la seda de araña es un material muy
parecido a la seda natural que puede utilizarse para hacer todo tipo de
tejidos.
3-Aerografeno: Se trata de un material creado a base
de grafeno, que es un material tremendamente ligero con una densidad de solo
0,16 mg por centímetro cúbico, creado por científicos chinos y que, al igual
que la Upsalita, puede tener múltiples utilidades como material absorbente y como
material aislante.
4-Nuevos tipos de aislamientos
a base de materiales reciclados. Actualmente se están desarrollando multitud de
nuevos materiales compuestos por productos reciclados. Por ejemplo, un
aislamiento térmico formado por trozos de telas de vaqueros. Los tejidos tiene
buenos comportamientos desde el punto de vista aislante, tanto acústico como
térmico y pueden suponer un buen material para producir placas de aislamiento
en fachadas.
EL ENLACE QUÍMICO
Si miramos a nuestro alrededor, observamos que todo
es materia, esta materia está constituida por moléculas que a su vez están formadas
por átomos unidos entre sí mediante enlaces, ya sean iónicos, covalentes o metálicos.
Estos enlaces son los que dan a las cosas el aspecto que tienen, los que las
hacen ser duras, blandas, maleables, etc. Gracias a ellos podemos, entre otras
muchas cosas, tocar y coger objetos sin atravesarlos, utilizar un paraguas bajo
la lluvia, ducharnos, disolver el azúcar en la leche, etc
Si los enlaces no existiesen nada sería como es, no
podríamos realizar prácticamente ninguna actividad diaria, hasta el mínimo
movimiento nos resultaría casi imposible.
- http://elpais.com/elpais/2014/11/21/media/1416592800_277639.html
- http://es.wikipedia.org/wiki/Grafeno
- https://prezi.com/c3aintqgj1ck/upsalita/
- http://productosquimicosymedioambiente.com/descubre-upsalita-material-superabsorbente/
- http://www.construccion-y-reformas.vilssa.com/articulos/6-nuevos-materiales-para-el-futuro-en-el-mundo-de-la-construccion
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