El documento describe los nuevos materiales que se han desarrollado para satisfacer las necesidades emergentes en diferentes campos como la aeronáutica, la medicina y la electrónica. Explica los diferentes tipos de materiales como metales, aleaciones, polímeros, compuestos y cerámicas, y sus aplicaciones. También analiza materiales críticos como el coltán y los problemas relacionados con su explotación.

1. NUEVAS NECESIDADES NUEVOS MATERIALES La llamada Ciencias de los materiales , es una rama del conocimiento relativamente reciente. Sus equipos de investigación son multidisciplinares (ingenieros, físicos, químicos, informáticos e incluso biólogos y médicos) y sus elementos de trabajo son los elementos de la tabla periódica

3. CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES Semiconductores

4. Su principal componente es hierro Las aleaciones férricas se obtienen por la mezcla de un metal que contiene hierro con otro o con algún no metal. FUNDICIONES Son aleaciones de hierro y un porcentaje mayor que el 1,76% HASTA 6.77% de carbono estas aleaciones al ser quebradizas y no poderse forjar se moldean. ACERO Es una aleación de hierro y carbono, donde el carbono no supera el 1,76% en peso, alcanzando normalmente porcentajes entre el 0,2% y el 0,3%. admiten forja .Se le pueden añadir otros materiales (manganeso, níquel, titanio, etc) METALES ALEACIONES FÉRRICAS ACERO INOXIDABLE Aleación de acero con un mínimo de 10% de cromo contenido en masa. [1] es resistente a la corrosión

5. ¿PARA QUÉ SE PUEDEN UTILIZAR LOS DIFERENTES TIPOS DE ACEROS ? ACERO LAMINADO Se utiliza para la construcción de estructuras metálicas y obras públicas, se obtiene a través de la laminación de acero ACERO FORJADO La forja es el proceso que modifica la forma de los metales por deformación plástica cuando se somete al acero a una presión o a una serie continuada de impactos. La forja generalmente se realiza a altas temperaturas porque así se mejora la calidad metalúrgica y las propiedades mecánicas del acero ACERO CORRUGADO Es una clase de acero laminado usado especialmente en construcción para armar hormigón armado, y cimentaciones de obra civil y pública, se trata de barras de acero que presentan resaltos o corrugas que mejoran la adherencia con el hormigón , ACERO INOXIDABLE Aleación de acero con un mínimo de 10% de cromo contenido en masa. [1] es resistente a la corrosión ACERO CORTEN En la oxidación superficial del acero corten crea una película de óxido impermeable al agua y al vapor de agua que impide que la oxidación del acero prosiga hacia el interior de la pieza. Esto se traduce en una acción protectora del óxido superficial frente a la corrosión atmosférica, con lo que no es necesario aplicar ningún otro tipo de protección al acero como la protección galvánica o el pintado

6. ALGUNOS METALES NO FÉRREOS METALES NO FERREOS CARACTERISTICAS APLICACIONES ALUMINIO Ligero, blando resistente INDUSTRIA AERONAUTICA, construcción COBRE Gran conductividad eléctrica, resistente a la corrosión cableado TITANIO Enorme resistencia mecánica y a la corrosión Tecnología aeroespacial Medicina TÁNTALO superconductor Telefonía móvil ZINC Resistente a corrosión, bajo punto de fusión Tejados, revestimientos

7. COLTÁN

8. ¿Qué es el coltán? Tantalio Es la abreviatura de la mezcla de Columbita-Tantalita , metal que cuando se refina da lugar a tántalo metálico , resistente al calor que puede aguantar una alta carga eléctrica. Se trata de un recurso estratégico, imprescindible en la fabricación de componentes electrónicos avanzados, se usa principalmente en la fabricación de condensadores.

17. ¿DE QUÉ ESTAN HECHOS LOS MATERIALES PLASTICOS ? Materiales sintéticos formados por macromoléculas orgánicas llamadas polímeros obtenidos mediante fenómenos de polimerización o multiplicación artificial de los átomos de carbono en las largas cadenas moleculares de compuestos orgánicos derivados del petróleo Según su comportamiento frente al calor : Termoplásticos A temperatura ambiente, es plástico o deformable, se convierte en un líquido cuando se calienta y se endurece en un estado vítreo cuando se enfría suficiente. polietileno, metacrilato, PVC, nailon, rayon Termoestables Son materiales que una vez que han sufrido el proceso de calentamiento-fusión y formación-solidificación, se convierten en materiales rígidos que no vuelven a fundirse. Baquelita, melamina polietileno metacrilato PVC Baquelita silicona ELASTOMEROS Capaces de deformarse al ser sometidos a presión y recuperar su forma inicial al cesar la misma. Silicona, polibutadieno, policloropropeno polibutadieno, policloropropeno

21. Lino, Esparto Cabra seda Lana

26. COMPOSITES Composites o resinas compuestas son materiales compuestos de varios materiales con propiedades diferentes y que forman una nueva sustancia con nuevas propiedades: mayor resistencia, más ligeros, etc. Se diferencian dos tipos de componentes: los de cohesión y los de refuerzo . Los componentes de cohesión envuelven y unen los componentes de refuerzo manteniendo la rigidez y la posición de éstos. Los refuerzos confieren unas propiedades físicas al conjunto que mejoran las propiedades de cohesión y rigidez. Suelen formar estructuras muy resistentes y livianas, se utilizan en : aeronáutica, fabricación de prótesis, astro y cosmonáutica ingeniería naval, ingeniería civil, artículos de campismo, etc

27. El adobe , formado por arcilla y paja, es el composite más antiguo que conocemos y que hasta hace poco era utilizado en la construcción de viviendas. Macroscópicamente la arcilla (cohesión) se distingue de la paja (refuerzo) pero la mezcla heterogénea tienen unas propiedades mecánicas mejores de sus respectivos componentes individuales. Otro ejemplo claro lo podemos encontrar en los cimientos de los edificios: hormigón armado con una matriz de acero corrugado Composites utilizados desde siempre

29. ¿QUÉ ES LA NANOTECNOLOGIA? Trabajando con estructuras de menos de 100 nm de tamaño (un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro) permite diseñar, crear, sintetizar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. En síntesis nos llevaría a la posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas El interés de esta tecnología radica en el hecho de que el pequeño tamaño conlleva propiedades físicas y químicas que difieren significativamente de las habituales a mayor escala. Científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas Es el control y manipulación de la materia a una escala menor que un micrómetro, es decir, a nivel de átomos y moléculas (nanomateriales).

30. Algunas de las aplicaciones de los nanos-materiales TECNOLÓGICAS Los "nanotubos de carbono ", uno de los múltiples materiales creados por la nanotecnología, son el material más fuerte conocido por el hombre: mientras un cable de acero de alta resistencia de 0.56 milímetros de espesor puede soportar un peso de unos 102 Kg., un cable de nanotubos del mismo grosor puede soportar un peso de hasta 15.3 Toneladas. Se consideran 100 veces más fuertes y resistentes que el acero , y su peso es 1/6 de su peso. Además,conducen la electricidad mejor que el cobre y son buenos conductores de calor. Actualmente, todos los estudios de nanotecnología se enfocan en estos nanotubos.

31. MEDICINA Los “ Fullerenos” son moléculas formadas por 60 átomos de C. Su estructura puede adoptar la forma de una pelota, una bukyball , lo que lo hace muy útil en medicina. Liberación controlada de fármacos : El objetivo de la liberación controlada de fármacos como su nombre bien lo describe, es que una vez dada el diagnostico al paciente, se le suministre el medicamento de tal manera que este llegue a su destino y recién ahí empiece a reaccionar con la zona tratada. Esto ayudara al paciente ya que se le suministrara menor cantidad de drogas pero que esto no influya en la eficacia del mismo. Liberándose cuando este en la zona requerida y no antes. Diferentes nanosistemas empleados para la dosificación controlada de fármacos

32. La fuerza, flexibilidad y poco peso de nanotubos de carbón hace que podrían servir como andamios capaces de soportar a los huesos y ayudar a víctimas de osteoporosis y huesos rotos MEDICINA

33. ALGUNOS NUEVOS MATERIALES Nuevas necesidades Nuevos materiales Ventajas y aplicaciones Aeronáutica Cerámicas Composites (con fibra de carbono) Resistentes al calor Ligeros y resistentes Medicina Metales inoxidables Polímeros Plásticos autorreparables Fullerenos Reparar huesos Vasos sanguíneos Piel artificial Nuevos medicamentos Electrónica Silicio Coltán Nanotubos Superconductores Construcciones Composites Cerámicas Nanotecnológicos Resistentes a terremotos y aislantes Repelen líquidos (sanitarios) Paredes antigraffitis Material deportivo Fibra de carbono Polímeros Gran resistencia y ligereza Aislantes y muy ligeros

34. ¿COMO SERÁN LOS MATERIALES FUTUROS? 1.- Nanomateriales : Permitirán, en el futuro, sistemas de liberación de fármacos ultra-precisos, nanomáquinas para microfabricación, dispositivos nanoelectrónicos y nanomateriales para vehículos de altas prestaciones (por ejemplo, aviones) 2.- Materiales inteligentes: Como músculos artificiales y materiales que "sienten" sus propias fracturas . 3.- Materiales bio-miméticos Como la obtención de seda sintética con propiedades similares a la de las telarañas , chips de ADN o el crecimiento de cristales en el interior de "jaulas" víricas.