Desarrollo científico-tecnológico en el campo de los nuevos materiales

La historia de la Humanidad es dividida en épocas que daban cuenta del principal material que se usaba (como la Edad de Piedra o la de Bronce), pero hoy no se puede hablar de un solo material que nos distinga sino de varios de ellos, pues estamos en la era de los Nuevos Materiales. En dicha época se tiende a emplear materiales con las siguientes características:

- Bajo coste de fabricación, ahorro de energía y eliminación de residuos dañinos para la salud y medio ambiente.
- Con posibilidad de ser sometidos a reciclaje, degradación o eliminación.
- La conveniencia de disminuir el consumo de materiales estratégicos.

Estas características provocan las siguientes tendencias:

- Sustitución de los metales y sus aleaciones por polímeros (generalmente)
- Producir aleaciones metálicas de mayor resistencia mecánica, mejor envejecimiento y mejor respuesta anticorrosiva.
- Incremento del uso de metales y nuevas aleaciones ligeras, como la aliación del aluminio y el magnesio.

El Grafeno

 El grafeno es una estructura laminar plana, de un átomo de grosor, compuesta por átomos de carbono densamente empaquetados en una red cristalina en forma de panal de abeja mediante enlaces covalentes que se formarían a partir de la superposición de los híbridos sp² de los carbonos enlazados.
El nombre proviene de GRAFITO + ENO, la estructura del grafito puede considerarse como una pila de un gran número de láminas de grafeno superpuestas. Los enlaces entre las distintas capas de grafeno apiladas se debe a fuerzas de Van der Waals.
En su laboratorio, para estudiar el grafito, se pegaba celo sobre la muestra y se arrancaba para quitar las capas superficiales, llenas de impurezas. Pero a Geim se le ocurrió un día mirar esos desechos, y descubrió que algunas veces lograba arrancar separadamente una de las capas de un átomo de grosor que forman el grafito. O sea, obtenía grafeno
El grafeno no solo transmite bien la electricidad, sino que tiene una buenísima conductividad térmica. Así que las placas solares serán mucho más eficientes.
 En el grafeno, la longitud de los enlaces carbono-carbono es de aproximadamente 1,42 . Un equipo de la Universidad Sungkyunkwan (Corea del Sur) ha creado láminas rectangulares de grafeno con un tamaño de 30 pulgadas (76 centímetros en diagonal). En pocos años será el material estrella en las pantallas planas de los televisores, los ordenadores o los paneles solares. Los investigadores coreanos, encabezados por Jong-Hyun Ahn y Byung Hee Hong, han utilizado una técnica denominada deposición química de vapor para hacer crecer el grafeno sobre láminas grandes de papel de cobre. Después han puesto varias capas para hacerlo más resistente y lo han tratado con ácido nítrico para mejorar su conductividad eléctrica.
Las características del grafeno son:

1. Velocidad: los electrones corren por el grafeno a su máxima velocidad posible, como si no tuvieran masa. los procesadores podrían alcanzar los 1.000 GHz diez veces mas que los mejores de silicio( 100 GHz)
2. Dureza y Resistencia: Al grafeno únicamente lo podría rayar el diamante que es el material más duro (10 Mohs), mientras que el silicio es mucho menos resistente y duro (6,5 Mohs), en este caso el grafeno tiene una mayor dureza que el silicio, el grafeno tiene un 9,5 en la escala de Mohs.  
3.   Grosor: el transistor de silicio más fino que se ha logrado fabricar mide 32 nanómetros, pero el grafeno, al ser una red en forma de panal de abeja de un solo átomo de espesor (0,1nm), es decir, en 1mm cabrían 10 millones de placas de grafeno.  
4.   Flexibilidad: se han logrado fabricar chips de silicio flexibles, pero no son placas continuas, sino unidas por microcircuitos. Así logran que se articule como unas escamas. Porque el silicio no puede más de 1% sin romperse, el grafeno puede doblase, deformarse hasta un 10%.

Los Materiales

Los materiales se definen como sustancias de las que algo está hecho o formado.

Los nuevos materiales suponen un avance en el modo de vida de las personas, como en la antigüedad el hierro, el cobre o el bronce lo fueron.

En la prehistoria tenían materiales limitados, como la piedra, la madera, el hueso o las pieles. En cambio ahora se hablan de materiales con memoria de forma, baterías de zinc y aire, el grafeno y las pilas de hidrógeno que vamos a tratar en este blog.


En estos últimos años se ha realizado un mayor avance en la investigación de nuevos materiales de bido a las nuevas tecnolo´gias y al las importantes sumas de dinero que lo gobiernos han dedicado a proyectos I+D+I ( Investigación + Desarrollo + Innovación).

Los nuevos materiales van a revolucionar en los próximos años el mundo de la técnica en todos los aspectos. Hasta ahora la clasificación tradicional de los materiales dividía a estos en cerámicas, metales, materiales compuestos, biomateriales, semiconductores, superconductores, materiales magnéticos y catalizadores. Sin embargo el futuro está en el mestizaje y en la posibilidad de crear materiales a escala nanométrica.