lunes, 7 de mayo de 2012

4.- El desarrollo tecnológico

  1. 4. El desarrollo tecnológico. Sus aplicaciones
Las exigencias de la sociedad industrial del siglo XXI están estimulando la búsqueda de nuevos materiales llamados a revolucionar nuestras vidas en el futuro.
Algunas investigaciones ya están dando sus frutos.

Las cerámicas constituyen el mejor ejemplo de materiales que han dado a los investigadores muchas mas decepciones que alegrías. Se trata de materiales fáciles de moldear que tras ser sometidos a cocción adquieren una gran dureza y resistencia al calor. Las arcillas son los materiales cerámicos por excelencia. Por su capacidad para soportar altas temperaturas son utilizados en circuitos electrónicos y en las cubiertas protectoras de aeronaves como los transbordadores espaciales. La industria automovilística ha diseñado prototipos de motores cerámicos, mas ligeros que los convencionales y capaces de ofrecer una alta potencia y rendimiento a un menor coste energético, ero la fragilidad de las cerámicas aplicadas al mundo del motor sigue siendo un problema insuperable. Ningún motor cerámico ha sido capaz de pasar a la fase de producción en masa.


La industria aeronáutica es una de las principales demandantes de los nuevos materiales. Metales como el titanio fueron esenciales para fabricar los primeros aviones supersónicos. En la actualidad están cobrando una importancia cada vez mayor los materiales compuesto cuyas propiedades son superiores a la simple suma de las de los materiales originales; esta peculiaridad es conocida en ingeniería con el nombre de sinergia.

Buena parte del esfuerzo de investigación en nuevos materiales está siendo orientado al desarrollo de los materiales compuestos a partir de diferentes tipos de polímeros. La famosa fibra de carbono es un material compuesto que se sintetiza a partir de un polímero tipo fibra llamado poliacrilonitrilo y un polímero adhesivo. El nombre se debe a que el producto final es carbono en más de un 90%. El proceso de fabricación es bastante complejo y muy costoso, pero la ligereza y resistencia de la fibra de carbono, que puede llegar a ser mayor que la de acero, justifica su coste.

4.1 Moléculas a la carta: fullerenos y nanotubos.

El carbono es uno de los elementos más abundantes del planeta y componente básico de la química de la vida.
Existe una propiedad natural llamada alotropía, que consiste en que un mismo elemento o compuesto puede presentar propiedades diferentes según la disposición de sus átomos o moléculas.
El oxígeno se presenta en la naturaleza formando moléculas; las dos más abundantes son el O2 y el O3.

El carbono presenta dos formas con diferentes estructura molecular: la mas común es el grafito, con el que se hace la mina de los lápices, la mas rara es el diamante, que se caracteriza por que los átomos de carbono forman una estructura cristalina que le confiere una dureza extraordinaria..
La ciencia actual está en disposición de sintetizar nuevas formas alotrópicas de carbono que permitirían aplicaciones consideradas hoy en día pura ciencia ficción. En el año 1985 se descubrió por casualidad una molécula llamada futboleno, pues su forma recordaba a la de un balón de fútbol: pronto fue conocida como buckminster fullereno porque su estructura molecular tiene una forma semejante a la de la cúpula diseñada por Richard Fuller.
Laboratorios de todo el mundo se lanzaron a la tarea de desarrollar estos nuevos materiales. Ya a principios de la década de los 90 estaban en condiciones de sintetizar pequeñas cantidades de fullerenos. Pronto se mostraron algunas de sus propiedades: se pueden polimerizar, se pueden inscribir uno dentro de otro y es posible sustituir alguno de sus átomo de carbono por los de otros elementos obteniendo los llamados heterofullerenos. En la actualidad se logran resultados igualmente satisfactorios con los pseudofullerenos.

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