1.2 Otra manera de organizar la materia la complejidad de su estructura
Elementos químicos: son los ladrillos con los que está compuesta toda la materia. En 2008 se conocen 116, de los cuales solo 90 se encuentran en la naturaleza, el resto de los elementos son artificiales.
Compuestos químicos: es una sustancia que no puede separarse en sus procedimientos físicos, filtración, destilación, decantación. Las propiedades físicas y químicas de un compuesto son diferentes a las propiedades de los elementos.
Mezclas de materiales. Aleaciones: son mezclas realizadas artificialmente con dos o más elementos o compuestos químicos. Las aleaciones se elaboran para mejorar las propiedades físicas de los componentes con el objetivo de forma una sustancia adecuada a las funciones.
Composite: es una palabra inglesa, para referirse a materiales compuestos por dos o más materiales que tienen propiedades químicas o físicas diferentes, forman una sustancia diferente a las de sus componentes por separado.
2 ¿de dónde obtenemos los materiales?
Materiales naturales, obtenidos de la naturaleza, madera, granito etc.
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Materiales transformados, se obtienen transformando algún material natural o mezclando varios, el papel, caucho vulcanizado, acero etc…
Materiales artificiales o sintéticos, se obtienen como productos de procesos químicos o físicos, fibras artificiales, plásticos etc..
Materiales reciclados, obtenidos de objetos del mismo material, papel, vidrio etc..
4.1 la búsqueda de materias primas
Materias primas, materiales que son extraídos de la naturaleza para fabricar productos, pero el problema es el mismo que hace miles de años, el acceso a los lugares donde están.
4.2 los metales no están en estado puro en la naturaleza
Un mineral es una sustancia sólida compuesta que se da naturalmente en la corteza terrestre. En su composición hay al menos un metal y un no metal.
Un mineral que contiene cantidades suficientes de metal con interés económico se llama mena. En el caso del cobre, es rentable la producción porque tiene más de 0,5% de cobre.
Los minerales son un recurso limitado, no renovable.
4.5 El coltán: el precio de la materia prima: El coltán es la abreviatura originalmente utilizada en áfrica para referirse a dos minerales, la columbita oxido de niobio, Nb O con hierro y manganeso que suelen encontrarse juntos formando parte de determinados tipos de granito.
El niobio se usa en la fabricación de imanes de alto poder magnético y es la clave del desarrollo de micromotores como los que utilizan los discos duros, altavoces y auriculares cada vez más potentes y bonitos.
El tántalo se emplea en la fabricación de condensadores y está presente en todas las bacterias que utilizan los teléfonos o cualquier otro tipo de aparato con baterías recargables.
5.1 los plásticos: Tienen algo en común su plasticidad. La plasticidad es una propiedad de los materiales que permite que se les dé fácilmente la forma que más convenga.
5.3 El papel: Problemas asociados a la fabricación de papel: Se necesita árboles, agua y energía, una pesadilla ecológica. La deforestación provocada por la tala indiscriminada de árboles. En España se necesitan unos 3 millones de metros cuadrados de madera cada año. La enorme cantidad de agua que se precisa para la fase de separación de la celulosa de la lignina. La contaminación de ríos debido al uso de compuestos de azufre, cloro u ozono en los procesos de blanqueado de la pulpa de celulosa. La energía empleada para mover las máquinas, calentar el agua etc…
Soluciones a los problemas : deforestación, La problemática que hemos estadoenfrentando en los últimos años, provocada por la inmensa tala excesiva de los bosques, ha provocado en nuestro planeta una gran diversidad de problemas; erosión, encarecimiento de suelosricos en minerales, desaparición de faunay una gran pérdida de la flora. Estos problemas han evidenciado la explotación de los bosques tropicales, los cuáles son conocidos como pulmones del mundo.
6.2 el mundo del carbono
Con una estructura atómica pequeña, 6 protones, 6 neutrones, el carbono es el elemento más importante de nuestra existencia, ya que está presente en la mayor parte de los componentes que forman los seres vivos. Cuando varios átomos de carbono se unen se forman redes cristalinas, las propiedades varían según la forma cristalina en que se encuentre, según como estén enlazados los átomos. El grafito es diferente al del diamante, el diamante es la sustancia natural más dura que se conoce. ¿Cómo se fabrica la fibra de carbono? Es un hilo largo muy delgado, compuesto fundamentalmente de átomos de carbono. Los átomos se pegan entre sí al formar cristales microscópicos que se sitúan paralelos al eje de la fibra. Aleación de cristales hace que la fibra tenga una resistencia increíble para su tamaño.
6.3 Aplicaciones nanoscópicas, el futuro inmediato: fulerenos (fullerene)
El fulereno es una molécula formada por 60 átomos de carbono. Su estructura es muy particular, puede adoptar la forma de una pelota, muchas posibilidades en campos como la biología y la medicina. La forma de balón es una de las posibilidades, se puede hacer que adquiera forma de tubo, un nanotubo, y esto tiene muchísimas aplicaciones, pocos nanómetros de diámetro, pero varios cientos de miles de longitud. El nanotubo tiene, además de carbono, otros elementos como el boro, se puede conseguir que se convierta en conductor. Nanocables en un semiconductor, hblaríamos de nanointerruptores. Los nanotubos de carbono tienen la ventaja de conducir electrones casi instantáneamente de un extremo a otro sin producir pérdidas de energía.
6.4 el futuro. La nanotecnología
Nanotecnología es una ciencia aplicada que se dirige al diseño, la fabricación y aplicación de materiales y aparatos a escala nanométrica.
Abre las posibilidades de las máquinas a un mundo que no creíamos posible. Se puede diseñar nuevos materiales que reúnan condiciones exepcionales desde la primera molécula, asegurando que el comportamiento del objeto será como nosotros deseemos.
6.6 La nanotecnología a nuestro alrededor
Aplicaciones eléctricas; batería flexible de nanotubos de carbono, LED para cambiar las bombillas tradicionales y alumbran con mejor calidad. Aplicaciones en la electrónica; nanochips la miniaturización más pequeña posible. Aplicaciones en medicina y farmacia; las buckyballs medicamentos en el interior una manera de gestionar enfermedades. Aplicaciones en la industria textil; tejidos que repelen líquidos. Aplicaciones en arquitectura y urbanismo; recubrimientos, vidrios fotocrómicos, cerámica.