miércoles, 26 de febrero de 2014

LOS NUEVOS MATERIALES

ESPUMA DE POLIUTERANO.

Científicos del Fraunhofer IFAM, en Dresden, Alemania, han logrado mezclar espuma de poliuretano con una solución de polvo de titanio para conseguir un nuevo material altamente resistente y ligero. Una de sus principales aplicaciones podría ser médica, para regenerar huesos. Esta espuma de titanio tiene propiedades mecánicas similares y, al ser poroso, el hueso puede crecer en su interior, integrando el implante con el hueso de forma natural.

                                                                                    Características y usos.
Es un material muy versátil ya que, según los aditivos y los sistemas de fabricación utilizados, se pueden conseguir características muy distintas y espumas destinadas a usos muy diferentes. Desde los bien conocidos bloques de espuma elástica para colchones hasta espumas casi rígidas para juguetería, automoción o calzados.
Para comparar las distintas espumas se suele utilizar la densidad, pero sólo sirve como elemento comparativo cuando se habla de espumas con la misma composición, ya que distintas fórmulas dan características diferentes. En unas espumas se busca la mayor duración posible, en otras el precio más económico, en otras la transpirabilidad, la capacidad aislante, la facilidad de perfilar o dar forma, la ligereza, etc.

Clasificación de las espumas de poliuretano según términos cuantitativos.
-Espumas de poliuretano flexibles de baja densidad.
-Espumas de poliuretano rígidas de baja densidad.
-Espumas de poliuretano flexibles de alta densidad, conocidos comúnmente como elastómeros microcelulares y espumas de piel integral.

Clasificación de las espumas de poliuretano según su forma de fabricación.
De acuerdo al sistema de fabricación utilizado, las espumas de poliuretano se pueden clasificar en dos tipos:

Espumas en caliente
Son las espumas que liberan calor durante su reacción, fabricadas en piezas de gran tamaño y destinadas a ser cortadas posteriormente. Se fabrican en un proceso contínuo mediante un dispositivo llamado espumadora que básicamente es la unión de varias máquinas, de las cuales, la primera es un mezclador, que aporta y mezcla los diferentes compuestos de la mezcla. La segunda es un sistema de cintas sin fin, que arrastra la espuma durante su crecimiento, limitando su crecimiento para darle al bloque la forma deseada; y la parte final de la espumadora es un dispositivo de corte, para cortar el bloque a la longitud deseada. Generalmente son las más baratas y las más utilizadas y conocidas por el público.

Espumas en frío.
Son aquellas que apenas liberan calor en la reacción, se utilizan para crear piezas a partir de moldes como rellenos de otros artículos, aislantes, etc. Se fabrican mediante una espumadora sencilla que consiste en un dispositivo mezclador. Normalmente suelen ser de mayor calidad y duración que las espumas en caliente aunque su coste es bastante mayor. 
La espuma de poliuretano es un material muy versátil ya que, según los aditivos y los sistemas de fabricación utilizados, se pueden conseguir espumas de poliuretano de muy distintas características, destinadas a usos muy diferentes. Desde los bien conocidos bloques de espuma elásticas para colchones hasta espumas casi rígidas para juguetería, automoción o calzados. 














BIBLIOGRAFÍA:


http://www.quiminet.com/articulos/que-es-la-espuma-de-poliuretano-5539.htm

http://www.espumadepoliuretano.com/producto.html


Entrada realizada por el alumno José Manuel Rojo González del Colegio Claret de Segovia.

domingo, 23 de febrero de 2014

METALIC MICRO-LATTICE, EL MATERIAL MÁS LIGERO DEL MUNDO

¡Buenas a todos! En mis anteriores blogs, hemos hablado de materiales realmente especiales, incluso "raros": hormigón que se autorepara, capas de invisibilidad e incluso una pequeña clase de Cómo crear tu propio material. Esta vez, os traigo un reto del que quizás no hayáis oído hablar: construir la torre más alta y fuerte posible, utilizando solamente 40 pajitas, que puedes cortar. ¿Interesante, no os parece? Pues bien, el material que os presento esta vez guarda relación con este reto, aunque no tenga nada que ver con las pajitas.

¿Qué es el metalic micro-lattice?

Por definición según Wikipedia, el metalic micro-lattice (micro-enrejado metálico en castellano) es un material poroso sintético construido a partir de una espuma de metal ultraligera. Este material fue desarrollado por un equipo de investigadores de HRL Laboratories con la colaboración de las universidades de California, Irvine y Caltech. A pesar de lo que muchos piensen, este enrejado posee una densidad más de tres veces menor a la del aerogel de grafeno (0.9mg/cm3 frente a 3mg/cm3), convirtiéndose oficialmente en el material más ligero del mundo. De hecho, ¡está formado por un 99.99% de aire! 

¿Y cómo está formado?

El metalic micro-lattice está formado por estructuras paralelas, como las de la Torre Eiffel. Para que os hagáis una idea de lo que este tipo de estructuras pueden llegar a hacer, si fundiésemos las 7.300 toneladas de metal usadas en la construcción de la Torre Eiffel, estas ocuparían solamente seis centímetros de los 125m2 que tiene su base. Increíble, ¿no es así? Este material, entre otros, nos demuestra que ese impresionante beneficio también puede ser aplicado a menor escala: la anchura de los huecos de los nanotubos solamente puede ser medida en nanómetros; el diámetro, en micrómetros; y el enrejado al completo, en centímetros; y puede que algún día, incluso en metros, afirman los investigadores. 

¿Y tiene alguna otra propiedad?

Además de su ultrabaja densidad, los investigadores afirman que la estructura de este material le proporciona además una increíble capacidad de absorción de energía, teniendo asimismo la habilidad de recuperar hasta un 98% de su forma original tras soportar una tensión de más del 50%. 

No parece nada del otro mundo... ¿Puedo hacer yo uno en casa?

¡Claro que sí! (si eres alguien que posea un laboratorio químico en casa, claro está). Aquí os dejo los pasos:
  • Para crear este material, lo primero es crear una plantilla de polímero. Para ello, hay que colocar una "máscara" con dibujos de agujeros circulares sobre un depósito de monómero tiol-eno fotosensible. La luz ultravioleta es proyectada sobre esta "máscara", y se polimeriza al entrar en contacto con la "máscara". ¿Ya lo tienes? ¡Pasamos al siguiente!
  • Esta "máscara" se utiliza de manera similar en la fibra óptica, de modo que se forman ondas dentro del propio polímero. A continuación, estas ondas se envían en distintas direcciones, cruzándose entre sí, para crear una red de ondas interconectadas que pasarán a ser la estructura.
  • Después, limpiamos el monómero líquido con un disolvente, obteniendo una estructura de micro-enrejado, donde las guías de onda auto-propagación (los tubitos) forman una consistente celosía.
  • Por último, esta plantilla de celosía se sumerge en una solución catalizadora antes de ser transferida a una solución de níquel y fósforo. 
  • Y ya por fin, solo nos queda poner la "masa", el hidróxido de sodio con níquel y fósforo, para tener nuestro propio micro-enrejado.


Y esto, ¿para qué sirve?

Actualmente, los materiales ultraligeros son investigados y desarrollados como solución a aplicaciones como el aislamiento térmico, absorción y amortiguación de energía en forma de vibraciones, de sonido, térmica e incluso electrodos de baterías. Este material seguramente siga siendo utilizado en estos campos, aunque también tiene todas las papeletas para otras funciones debido a su gran capacidad de absorción de energía, su gran elasticidad (por lo que la energía podría ser recuperada) y su conductividad eléctrica y térmica. 

Para despedirme, os dejo un vídeo de lo que ocurre cuando se pone presión sobre este material. Debido a que este material aún no está muy desarrollado, solo he podido encontrar vídeos en inglés, aunque creo que bastará para ver lo que ocurre cuando se somete a presión a este nuevo material. 



BIBLIOGRAFÍA

Wikipedia
Scienciemag
Physics Central
Gizmag
Boeing
RSC
How Stuff Works
http://auto.howstuffworks.com/fuel-efficiency/vehicles/micro-lattice-metal.htm



Entrada realizada por el alumno Daniel Horcajo de la Cruz de 1ºC Bachillerato del Colegio Claret de Segovia.

sábado, 22 de febrero de 2014

LOS METAMATERIALES

!!Hola a todos!! En esta última entrega de nuestro duro y trabajado blog, me he decantado por hacer un prezi. Espero que os guste :)

sábado, 1 de febrero de 2014

LOS NUEVOS MATERIALES.


ENVOLTORIO METÁLICO DE BURBUJAS

Adiós al popular plástico de burbujas utilizado para proteger objetos frágiles. Investigadores de la Universidad de Carolina del Norte han desarrollado una versión más avanzada basada en aluminio. Este nuevo envoltorio es un 30% más ligero que el de plástico y un 50% más resistente. Es fácil de fabricar, no muy caro y pronto se podría utilizar para embalar cualquier tipo de objeto delicado. El nuevo material de embalaje está compuesto de dos láminas de aluminio entre las que se inserta una tercera de carbonato de calcio. Al tratarse con calor, el carbonato de calcio genera oxígeno, produciendo las burbujas que dan al envoltorio sus propiedades. La mala noticia es que las burbujas de este envoltorio no pueden explotarse con el dedo para producir el extrañamente satisfactorio pop que ofrece el plástico de burbujas. Las burbujas no explotan como las de plástico, sólo se deforman gradualmente. Es, en definitiva, un día alegre para la ciencia, y uno triste para los aficionados a explotar compulsivamente las burbujas del plástico de burbujas

BIBLIOGRAFÍA.

https://www.google.es/#q=ENVOLTORIO%20METALICO%20DE%20BURBUJAS

http://es.gizmodo.com/desarrollan-un-plastico-de-burbujas-metalico-que-no-ex-722552910

http://www.elcorreo.com/innova/investigacion/20130709/envoltorio-metal-burbujas-201307091738-rc.html




Entrada realizada por José Manuel Rojo González, alumno de 1º Bachillerato del Colegio Claret de Segovia.




MATERIALES A LA CARTA

Hoy en día, nos encontramos en la era de la revolución electrónica. Constantemente llegan a nuestros oídos noticias sobre tecnología: smartphones, tablets, naves espaciales… Pero, ¿qué ocurre con aquello que lo compone, con sus materiales? El ser humano ha ido desarrollando inventos y avances en su evolución; eso sí, siempre haciendo uso de aquellas materias primas que se encontraban en la naturaleza. Sin embargo, el mundo está a punto de dar un gran vuelco: dentro de no mucho tiempo, el ser humano será capaz de crear nuevos materiales según sus necesidades con aquellas características que él desee. Ahora, esto es posible gracias al ADN.


"El ácido desoxirribonucleico, abreviado como ADN, es un ácido nucleico que contiene instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos y algunos virus, y es responsable de su transmisión hereditaria."
Fuente: Wikipedia

Cadenas de ADN

Emm... ¿cómo?

Pues sí, habéis oído bien. Científicos del Laboratorio Nacional de Brookhaven (BNL) han conseguido desarrollar un método capaz de unir nanopartículas provenientes de diferentes materiales y, por tanto, con características distintas, para unificarlas en un único compuesto utilizando ADN sintético, de tal forma que las propiedades ópticas, mecánicas y eléctricas de uno, unidas a las químicas y magnéticas de otros tantos, formen un solo material con todas estás características. Realmente, un gran avance en la ciencia.

Y eso, ¿cómo se hace?

Para combinar diferentes partículas de ADN es necesario crear antes un lenguage de programación de este, es decir, es necesario comprender cómo interactúan las moléculas de ADN entre sí, cómo "se llevan", y cuáles son las reacciones químicas que se producen entre ellas.


¿Y ahora qué?

Unión de dos cadenas distintas de ADN
El proceso de unión de dos partículas comienza como cuando un albañil comienza a construir una casa: con cimientos. En este caso, lo que se usa es un producto químico con el cual se recubren las dos nanopartículas que se quieren unir. A continuación, se untilizan moléculas (como las proteínas) a modo de "cemento" para unir así las dos partículas y sus correspondientes cadenas de ADN. Por último, se utiliza el ADN sintético para unir definitivamente las dos partículas, y que estas se conviertan en una sola.

No ocurre nada...

Paciencia. Poco a poco, las dos partículas se irán juntando hasta hacerse solo una, la cual tendrá las propiedades de sus dos progenitoras. De hecho, la receta se puede ajustar al gusto de cualquier persona: la intensidad y el porcentaje en que las características de encuentran en el nuevo material son completamente versátiles, de tal forma que uno puede escoger de forma totalmente libre el tipo de material que quiere, y cómo quiere que este sea. Útil, ¿eh?

¿Y esto, para qué sirve?

Con él se espera crear sensores inteligentes que puedan identificar células y unirse a ellas para detectar enfermedades.Si lo pensáis detenidamente, las posibilidades serían infinitas: prendas de vestir que cambiasen de color con el agua, sillones capaces de actuar como cargadores para teléfonos móviles... Uno de los avances más destacados sería la creación de partículas cuánticas fluorescentes controladas por una serie de campos magnéticos externos a ellas, de tal forma que estas actuasen como biosensores. De igual manera, se podrían crear nanopartículas capaces de eliminar la contaminación o el veneno según sean programadas, u otras que potencien el trabajo de las primeras.

¿Y quién se dedica a esto?

Un pequeño ejemplo a nivel nacional lo encontramos en el Instituto de Química Avanzada de Cataluña, donde utilizan esta misma técnica (aunque de manera más compleja) para crear una estructura de ADN sobre una superficie de oro. De esta manera, las utilidades en este campo serían sobre todo la creación de placas solares mucho más eficientes, aunque cabe destacar el papel de la biomedicina, la cual sería el principal objetivo de estos científicos, impidiendo el desarrollo de gérmenes que puedan transmitir enfermedades.

¿Y ya está, así de fácil?

nanocomposite arraysBueno, la verdad es que no. Este proceso aún se encuentra lejos de ser algo común y que veamos en la vida diaria debido a su alto coste. Además, es relativamente dificil interpretar las relaciones que se producen en el interior del ADN debido a su complejidad. Actualmente, el objetivo de los científicos es encontrar maneras de diseñar ADN sintético que se comporte como un sistema biológico con la esperanza de que pueda soportar funciones naturales del organismo, es decir, crear un ADN artificial que se comporte exactamente como si no lo fuese, lo cual es realmente complicado de realizar.

A continuación os dejo un vídeo donde se explica qué es el ADN, de qué está formado y cómo funciona en su tarea de formar vida. 





BIBLIOGRAFÍA