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Materiales Inteligentes

En un futuro inmediato, la ropa que vestimos no requerirá de planchado y se ajustará a nuestro cuerpo gracias a polímeros y metales que modifican su forma…

Aleaciones con Memoria de Forma

Los metales están constituidos por cristales conocidos como granos, que les proporcionan sus propiedades…

Los metales están constituidos por cristales conocidos como granos, que les proporcionan sus propiedades…

Las diferentes propiedades de los materiales dependen de la colocación interna de los átomos que los constituyen. Así, sabiendo como funcionan se desarrollan distintos materiales con un comportamiento inusual ante ciertos factores externos como la temperatura, la presión o luz.

En el grupo de los metales con memoria de forma, se incluyen aquellas aleaciones metálicas que recobran su forma inicial una vez que han sido deformados cuando son sometidos a uno cierta temperatura inferior al punto de fusión. Los metales están constituidos por cristales conocidos como granos, y produciendo aleaciones que posean una combinación de granos pequeños y grandes se consigue esta propiedad de memoria.

Los metales de grano pequeño tienen mayor resistencia a la tracción y dureza pero su distribución uniforme hace que el metal sea quebradizo y se parta al tratar de doblarlo. Conforme aumenta la temperatura, existe un rápido crecimiento de grano, haciendo que los metales mejoren su endurecibilidad, y que puedan doblarse sin romperse, pero permanecerá con esa torsión. Para que recobren su forma inicial, es necesario un equilibrio entre el carácter quebradizo de la estructura y la maleabilidad de ésta, que se logra mediante una combinación de granos pequeños y grandes.

Al doblar los metales, las variaciones en su microestructura provocan la deformación plástica de los granos más grandes y la adaptación elástica de los granos más pequeños. Los granos más grandes se curvan, empujando y tirando de los granos más pequeños, que se deforman elásticamente como un muelle.Si el metal queda en reposo, los granos más pequeños acaban liberando esa energía agregada con la deformación y fuerzan a los granos más grandes a volver a sus formas originales. Si se aplica calor, este proceso puede acelerarse.

Estos metales cuentan con multitud de aplicaciones, como los osciladores y resonadores empleados en circuitos electrónicos como dispositivos de airbag, cámaras de vídeo, proyectores digitales o istemas de posicionamiento global (GPS).

Polímeros con Memoria de Forma

Los polímeros son macromoléculas que constituyen la base de los plásticos. Los polímeros con memoria de forma son materiales que después de haber sufrido un proceso de vulcanizado poseen una forma estable o permanente y a cierta temperatura, conocida como temperatura de obturación, pueden obtener una forma temporal a la que se accede simplemente calentando el polímero. Esta propiedad se da en la mayoría de polímeros cristalinos o amorfos que pueda formar una red tridimensional.

Muelle realizado en una aleación metálica con memoria de forma…

Otra forma de conseguir la variación de la forma en polímeros es mediante interruptores moleculares, grupos fotosensibles que se injertan en una red permanente de polímeros. La película resultante de polímero fotosensible es entonces estirada con una tensión externa e iluminada con luz ultravioleta posteriormente, permaneciendo así al retirar la luz y cesar la tensión externa. Una posterior exposición a luz de otra longitud de onda permite al material recobrar su forma original.

Aplicaciones de estos polímeros se dan en medicina al introducirse prótesis o herramientas quirúrgicas dentro del cuerpo humano capaces de desplegarse una vez situados en su posición. En la industria textil se emplean con tejido que se adaptan perfectamente al cuerpo o que se planchan simplemente acercándoles una fuente de calor.
Tejidos elaborados con polímeros con memoria de forma eliminarán el planchado..

Materiales Piezoeléctricos

Los metales y polímeros piezoeléctricos son materiales que cambian de forma ante la acción de una tensión eléctrica y viceversa, ante una deformación producen una tensión. Esto es así porque los materiales piezoeléctricos son cristales naturales o sintéticos que no poseen centro de simetría, y ante una compresión separan sus cargas positivas y negativas apareciendo de este modo dipolos eléctricos. El titanato de plomo es un ferroeléctrico que teóricamente sometido a presión tiene la mayor respuesta piezoeléctrica de todos los materiales conocidos.

Tejidos elaborados con polímeros con memoria de forma eliminarán el planchado…

Aplicaciones de este tipo de materiales son los transductores acústicos, usados en sistemas de sonar y en dispositivos de ultrasonidos, así como para motores de alta precisión. También podrían utilizar para obtener electricidad a partir del movimiento y las vibraciones ambientales.

Referencia
http://material.fis.ucm.es
http://www.solociencia.com

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