10. * APLICACIONES ELECTRÓNICAS.- Nanochips de unos 500 nm (0,0005).* APLICACIONES MEDICINA Y FARMACIA.- Investigación con medicamentos en el interior de los fulerenos (buckyballs).* APLICACIONES TEXTILES.- Fabricación de tejidos que repelen los líquidos (fibras con nanotubos)(tapicerías…)* APLICACIONES ARQUITECTURA Y URBANISMO.- Recubrimientos que repelen la pintura de los grafitis.- Vidrios foto crómicos que cambian el color con la luz incidente (control Tªinterior de habitaciones y protección frente a rayos UV e IR).- Cerámica: sanitarios que repelen los líquidos. Estamos en los inicios pero dentro de 5 a 15 años se espera una gran explosión, lo que supondrá: una transformación de los sistemas de producción, aceleración de la producción, afectará a todas las industrias, materias primas más baratas y minimización de costes de producción, es decir, una transformación global.
2. Índice De materia a materiales. ¿De dónde obtenemos los materiales? Propiedades de los materiales. Tipos de materiales. Materiales naturales: el papel.
Los metales. La corrosión.
Polímeros. Clasificación. Plásticos.
Nuevos materiales para el Siglo XXI Nano ciencia. Nano materiales. La Nanotecnología.
3. 1. De materia a materiales La materia está constituida por átomos. Los 116 átomos conocidos se recogen y organizan en la tabla periódica.
4. ¿Cuáles son naturales? De ellos 90 son naturales y se han ido formando en: Primeros instantes del universo (H, He y Li) Interior de las estrellas por fusión del H y He (C, N, O, hasta el Fe) Explosiones de supernovas (el resto, como el Au y la Ag).
5. Otra manera de organizar la materia: la complejidad de su estructura Los átomos son las partículas constitutivas de los elementos químicos, cada uno con sus propiedades. Por ejemplo el cobre (Cu) Los elementos se combinan para formar los compuestos químicos (de propiedades diferentes a los elementos). Por ejemplo el yeso (que tiene calcio y azufre: CaSO4 · 2H2O). Los elementos y/o compuestos se pueden mezclar para mejorar algunas de sus propiedades, adecuadas a determinadas funciones, (el Cu y el Sn se mezclan para obtener la aleación denominada Bronce).
Los materiales se pueden mezclar para dar lugar a un material de propiedades distintas a los primeros que denominaremos composite (adobe de barro y paja, madera contrachapada o poliamida).
6. Definición de material Sustancia de la que cualquier cosa está compuesta o hecha. Ejemplos «convencionales» madera, hormigón, acero, plástico, vidrio, papel, aluminio Usados por el hombre desde el comienzo de los tiempos necesarios para mantener su nivel de vida adecuados a cada época… y a sus posibilidades
7. Criterios para la selección de un material Propiedades físicas y mecánicas adecuadas Posibilidad de procesar o manufacturar el material fácilmente Solución económica No nocivo para el medio ambiente Importancia de la investigación en nuevos materiales Conocimiento de la estructura y Propiedades de los materiales Elección del material más adecuado (carácterísticas, rentabilidad) Fabricación del mejor producto para aplicación concreta
8. ¿DE DÓNDE OBTENEMOS LOS MATERIALES?
9. Según el origen de los materiales podemos clasificarlos en: Naturales (obtenidos de la naturaleza) : madera, granito. Etc. Transformado (obtenidos por transformación o mezcla de material natural): papel, caucho vulcanizado, cemento, acero, etc. Artificiales o sintéticos (obtenidos de procesos químicos o físicos): plásticos, fibras artificiales, etc. Reciclados(a partir de objetos del mismo material): papel, vidrio, etc.
10. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
12. CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES
15. MATERIALES NATURALES: el papel LOS METALES. LA CORROSIÓN METÁLICA
16. MATERIALES NATURALES: El papel El papel se obtiene a partir de pasta de papel elaborada con tejidos vegetales. La fabricación del papel
17. El papel y la deforestación SOLUCIONES: Plantación y Tala controlada. Reutilización fibras de papel usado. Reciclado y consumo de productos de papel reciclado.
18. LOS METALES. Se dividen en:
19. Metalurgia La Metalurgia es la ciencia y técnica de la obtención y tratamiento de los metales, desde minerales metálicos, hasta los no metálicos. METALURGIA EXTRACTIVA: Obtención comercial de metales a partir de sus menas y preparación de los metales para su uso. ETAPAS: Extracción de la mena. Pre tratamiento de menas. Reducción a metales libres. Afino o purificación. El hierro es el metal más utilizado de la corteza terrestre, siendo su principal aleación el acero.
20. La siderurgia: técnica del tratamiento del mineral de hierro para obtener diferentes tipos de éste o de sus aleaciones .1. Extracción del mineral5. B) Transformación del arrabio en Hierro dulce o fundición de hierro2. Separación de menas y gangas5. A) Transformación del arrabio en acero3. Calcinación El acero4. Separación de Escoria y arrabio
21. La corrosión metálica La corrosión es un ataque químico que sufre un material debido al ambiente donde se halla. La corrosión típica de los metales es la corrosión electroquímica. La corrosión de los metales constituye una de las pérdidas económicas más grandes de la civilización moderna.
22. LOS POLÍMEROS Clasificación. Los Plásticos
23. Los plásticos Historia del plástico Los plásticos se obtienen artificialmente a partir de pequeñas moléculas denominadas monómeros (iguales o distintos) que se van uniendo en un gran número para formar moléculas mucho más complejas (polímeros) mediante un proceso denominado polimerización. Procesos de fabricación con plásticos
24. Clasificación de los polímeros
25. Nuevos materiales para el Siglo XXI Nuevos materiales. Propiedades y aplicaciones
26. Materiales cerámicos «avanzados»: la investigación en estos materiales están dirigidas a la mejora y potenciación de sus propiedades y a la corrección de sus defectos; para disminuir su fragilidad o impurezas químicas. Materiales poliméricos «avanzados»: Fibras de alto módulo: muchos polímeros cristalinos presentan extraordinarias propiedades mecánicas; las mejores propiedades se obtienen de las fibras, en las que se consigue mediante estiramiento, ordenar las cadenas de polímero en una misma dirección.
27. Nuevos materiales metálicos: soportan condiciones extremas más duras. Nuevos aceros micro aleados Aleaciones de aluminio: aplicación en el transporte, sobre todo aeroespacial. Ejemplo: Airbus Biomateriales: Han supuesto la base del desarrollo de técnicas y aplicaciones médicas. Los materiales utilizados pueden ser de origen metálico, cerámico o polimérico; aportando soluciones muy eficaces en el diseño y aplicación de prótesis en el organismo humano.
28. Superconductores: Son materiales que presentan una elevada conductividad eléctrica y térmica. Materiales inteligentes: Los materiales inteligentes derivan de la nanotecnología. Son materiales que poseen la capacidad de responder de forma controlada y reversible a estímulos externos (físicos o químicos). Materiales inteligentes
29. El coltán Mezcla de dos minerales: La columbita (óxido de niobio con hierro y magnesio) y la Tantalita (óxido de Tántalo con hierro y magnesio) que se encuentran juntos como parte de ciertos granitos; a partir de ellos se obtienen: El Niobio (Nb): fabricación de imanes de alto poder magnético, clave del desarrollo de micromotores(discos duros), altavoces y auriculares potentes y precisos. Tiene aplicaciones para ordenadores, industria aeroespacial, levitación magnética o implantes médicos El Tántalo (Ta): fabricación de condensadores, está presente en todas las baterías de móviles o aparato con baterías recargables. Su valor es muy alto, por lo que controlar su producción es un negocio rentable para gobiernos, distribuidores y fabricantes. Sin embargo a la República Democrática del Congo le ha traído muchos problemas.
30. NANOCIENCIANANOTECNOLOGIA. NANOMATERIALES
31. NANOCIENCIA Disciplina que estudia todos los aspectos científicos a tamaño nanométrico. (1 nanómetro (nm) = 10-9 m)Con los microscopios de efecto túnel podemos “ver” y “coger” los átomos para fabricar sustancias y piezas de tamaño atómico (más pequeños que las células).
32. El carbono es el elemento más importante de nuestra existencia, es muy abundante en la naturaleza y hemos aprendido a elaborar un buen número de objetos de uso cotidiano en deportes, medicina, construcción de puentes y aviones… (diamante, grafito, fibra de carbono).A nivel nanoscópico ya se ha obtenido el fulereno (C60 ) en forma de balón de fútbol que podría contener las dosis de un determinado medicamento que soltaría en las proximidades de las células infectadas.También se le puede dar forma de tubo (nanotubos). Hasta ahora se ha conseguido una longitud de18 mm. Estos se pueden convertir en nano cables si se combinan con un conductor (Boro) o nano interruptores con un semiconductor.
33. LA Nanotecnología Ciencia aplicada dirigida al diseño, fabricación y aplicación de materiales y aparatos a escala nanométrica.Podremos fabricar máquinas de tamaño microscópico.Podremos diseñar nuevos materialesque se comportarán de una determinada manera únicamente en una situación concreta.Las fábricas del futuro
34. AplicacionesAplicaciones Eléctricas.Batería flexible de nanotubos de carbono. Mezclando nanotubos con papel. Baterías de papel enrollables que no se pegan.LED.Sustituto de bombillas: más duraderas, eficaces, menor consumo y más rápidas.Aplicaciones electrónicas*Nanochipsde unos 500 nm (0,0005).Aplicaciones medicina y farmacia * Investigación con medicamentosen el interior de los Fulerenos (buckyballs).
35. Aplicaciones Aplicaciones textiles * Fabricación de tejidos que repelen los líquidos (fibras con nanotubos) (tapicerías…) Aplicaciones arquitectura y urbanismo* Recubrimientos que repelen la pintura de los graffitis.* Vidrios fotocrómicos que cambian el color con la luz incidente (control Tª interior de habitaciones y protección frente a rayos UV e IR). * Cerámica: sanitarios que repelen los líquidos.