TRES NUEVOS MATERIALES ARTIFICIALES QUE CAMBIARÁN EL FUTURO (II)

Buenos días a todos otra vez. Como ya expliqué anteriormente en mi otra entrada, Tres nuevos materiales artificiales que cambiarán el futuro, este es un blog en el cual, por mi parte, explicaré los diferentes avances en nuevos materiales técnológicos con distintos ejemplos. Mientras que en la anterior entrada hablamos sobre la espuma de titanio, la seda artificial de araña y Quantum Stealth, esta vez hablaremos sobre otros tres nuevos materiales: el hormigón flexible y autoreparable, el carbino y el aerogel. 

Hormigón flexible y autoreparable: self healing concrete.

El cuerpo humano es algo increíble: puede recibir raspaduras, cortes o incluso heridas más graves. Sin embargo, el cuerpo humano posee la habilidad de recuperarse y estar como nuevo; aparte de alguna que otra cicatriz, está en perfecto estado. Víctor Li, Profesor de Ingeniería Civil y de Ciencias de los Materiales en Ingeniería de la Universidad de Míchigan, ha conseguido crear un nuevo tipo de hormigón "inteligente", que se autorepara cuando aparece una grieta en su superficie gracias a las reacciones químicas producidas por el agua o el dióxido de carbono de la atmósfera, prescindiendo completamente de cualquier ayuda humana.

Siendo más flexible que el hormigón tradicional, el material ahora presentado se comporta más como metal o como vidrio. El hormigón tradicional se considera casi cerámica: quebradizo y rígido, puede sufrir daños catastróficos en un terremoto o por uso excesivo. Sin embargo, el nuevo material es capaz de doblarse sin llegar a romperse, soportando así un deformamiento de hasta un cinco por ciento  su tamaño, fuerza que ningún terremoto terrestre es capaz de producir. 

El hormigón ordinario, sometido a una gran fuerza, se fractura en trozos, al igual que el vidrio. Durante un terremoto, por ejemplo, las ondas sísmicas harían vibrar el hormigón, poduciéndose grandes fracturas y llegando incluso a romperse la estructura entera. En caso de que ésta fuera una parte de un edificio, este no sería lo suficientemente seguro. Por otra parte, si se diese el mismo caso, pero el material utilizado  fuese este nuevo tipo de hormigón, éste sería mucho más seguro y resistente a las ondas sísmicas: mientras el hormigón ordinario es capaz de soportar una presión del 0.01 por ciento, este nuevo tipo es capaz de soportar hasta un 3.5.

Tras fracturarse inicialmente, este material reacciona con el agua y el dióxido de carbono para formar una fina “cicatriz” blanca de carbonato de calcio, recuperando casi completamente su rigidez y solidez iniciales. 

A continuación os dejo un vídeo demostrando la eficacia de este increíble material.

Carbino.

El grafeno es un material realmente increíble, uno de los más resistentes, pero ligero al mismo tiempo, conocido por el hombre que podría revolucionar completamente desde tejidos hasta la electrónica una vez haya sido perfeccionado. Sin embargo, el grafeno ya es agua pasada debido a que hay un nuevo material en camino... y es aún más resistente - el doble de rígido que el grafeno y mucho más fuerte que cualquier otro material conocido jamás por el ser humano. Este prodigioso material, carbino (o  carbono acetilénico lineal) es estructuralmente muy similar al diamante, aunque siendo cuarenta veces más duro, y siendo su grosor de tan solo un átomo, es increíblemente ligero.

Sin embargo, el material en sí mismo es tan solo una parte de la historia. El carbino fue formulado teóricamente por primera vez en 1967, pero nunca había llegado a ser fabricado con éxito en un laboratorio hasta ahora. De hecho, incluso la propia comunidad científica ha llegado a albergar dudas sobre si este material era realmente posible de fabricar bajo las cincunstancias del mundo real. Actualmente, el carbino no ha sido tan solo por fin creado, sino también probado de forma estable en condiciones ambientales regulares. La investigación de esta promesa para la ciencia fue llevada a cabo por un equipo de investigadores de la Universidad de Rice (Estados Unidos), y dada a conocer en el periódico online Arxiv.

Este material posee innumerables utilidades y aplicaciones, siendo las más relevantes aquellas en nano-mecánica y la creación de tejidos realmente fuertes y ligeros, así como en lentes, sensores o sistemas eléctricos.

Aerogel de grafeno: humo congelado.

Investigadores de la Universidad de Zhejiang, China, han desarrollado recientemente el material más ligero del mundo: un aerogel de grafeno. Este aerogel posee una densidad menor que la del helio, y tan solo dos veces mayor que la del hidrógeno. Este nuevo material podría llegar a suponer, según los científicos, un gran avance en la lucha contra la contaminación y la protección del medio ambiente. 

Por definición general, el aerogel se define de la siguiente manera:

"Espuma similar a un gel en el cual el componente líquido es cambiado por un gas, obteniendo así un sólido de muy baja densidad y altamente poroso con espectaculares propiedades."

El aerogel es fabricado por la eliminación de todo el líquido encontrado en el gel de sílice, dejando intacta su estructura molecular. Esto da lugar a unas minúsculas partículas nanométricas de dióxido de sílice (el mismo material que forma la arena y el cristal) interconectadas en una red porosa. De hecho, si se tomase tan solo un gramo de este material, aplanando toda su nanoestructura y desplegándolo en toda su área, podría llegar a cubirse un área del tamaño de un campo de fútbol. 

A pesar de su densidad (3 mg/cm³), el aerogel es un material realmente duro. Comprimido, es capaz de soportar hasta cuatro mil veces su peso; sin embargo, es relativamente frágil 

Una de sus principales propiedades es el aislamiento térmico, siendo capaz de aislar hasta treinta y nueve veces más que cualquier otro material. Esta increíble propiedad es debida a su estructura interna, siendo el calor incapaz de atravesar el material de un lado a otro.

A pesar de que los aerogeles se conocen desde los años treinta, no ha sido hasta hace veinte años cuando hemos podido observar algunas de las aplicaciones de este material; por ejemplo, el aerogel es utilizado como colector de polvo de cometas en misiones espaciales. Puede que, en un futuro, el aerogel sea utilizado por la NASA para aislar las naves espaciales en su viaje al universo exterior, haciéndolas capaces de mantanerse en el aire por tiempo indefinido, e incluso para aislar nuestra propia casa. 

Si os animáis, os recomiendo ver este vídeo de Discovery Channel donde explica la gran cantidad de energía que el mundo pierde cada día y cómo el uso del aerogel podría ayudar a disminuir esta pérdida y salvar el planeta.

FUENTES

Lara de Diego Pantín, "Hormigón flexible y autoreparable", Ingenieros Tenerife <>
http://ingenierostenerife.blogspot.com.es/2012/07/hormigon-flexible-y-autoreparable.html

Raúl Morales, "Crean un hormigón flexible que se autorepara", Tendencias 21 <>
http://www.tendencias21.net/Crean-un-hormigon-flexible-que-se-autorepara_a3205.html

NASAeClips, "Real World: Self Healing Materials", YouTube <>
http://www.youtube.com/watch?v=HqW_g9EIBDY

Wikipedia, "Aerogel" <>
http://es.wikipedia.org/wiki/Aerogel 

Miguel Jorge, Alt1040, "Aerogel de grafeno, el material más ligero jamás creado" <>

http://alt1040.com/2013/03/aerogel-de-grafeno-el-material-mas-ligero-jamas-creado
AkeronCAF, "Ecópolis - Aerogel como potente tecnologia para salvar el futuro de la humanidad", YouTube <>
http://www.youtube.com/watch?v=oR9BM_K2kfY
Europa Press, 20minutos, "Crean el material más ligero del mundo" <>
http://www.20minutos.es/noticia/1769424/0/material-mas-ligero-del-mundo/aerogel/carbono/
KQED, "QUEST Lab: Aerogel - KQED QUEST", YouTube <>
http://www.youtube.com/watch?v=kHnen2nSmDY
Aerogel.org, "About Aerogel", Aerogel <>
http://www.aerogel.org/?cat=21
CreaSCIon, "Carbino, material más duro que el diamante y el grafeno" <>
http://creascion.com/carbino-material-ms-duro-que-el-diamante-y-el-grafeno/
TruthLoader, "Carbyne - new hardest material is double the strength of Graphene - Truthloader Investigates", YouTube <>
https://www.youtube.com/watch?v=9Kid2frB7cs
Dario Borghino, "Carbyne: The new world's strongest material?", Gizmag <>
http://www.gizmag.com/carbyne-properties/29393/


Entrada realizada por Daniel Horcajo de la Cruz, alumno de 1º Bachillerato del colegio Claret de Segovia.