Materiales del siglo XXI

El Grafeno

Se le conoce por ser flexible, impermeable, transparente, extraordinariamente resistente, abundante, económico y sobre todo, por conducir la electricidad mejor que ningún otro metal conocido. Hablamos del grafeno, una lámina de carbono cuyo espesor puede ser de un solo átomo y que, desde su descubrimiento en 2004 ha conseguido convertirse en el metal del siglo XXI. Sus propiedades electrónicas han suscitado un gran interés para la investigación y el desarrollo de nuevos materiales

Sus propiedades electrónicas han suscitado un gran interés para la investigación y el desarrollo de nuevos materiales. Este metal saltó a la fama en 2010 cuando sus creadores, Andre Geim y Konstantin Novoselov, científicos de la Universidad de Manchester (Reino Unido), fueron premiados con el Premio Nobel de Física "por sus experimentos fundamentales sobre el material bidimensional grafeno".

Está formado por anillos hexagonales de átomos de carbono. Cada capa formada por estos anillos hexagonales tiene una altura de aproximadamente un átomo de carbono por lo que gracias a esta característica se pueden obtener capas de este metal extremadamente delgadas.






Fibra de Carbono

La estructura atómica de la fibra de carbono es similar a la del grafito, consistente en láminas de átomos de carbono ordenados en un patrón regular hexagonal. La diferencia está en la manera en que esas hojas se entrecruzan. El grafito es un material cristalino en donde las hojas se sitúan paralelamente unas a otras de manera regular. Las uniones químicas entre las hojas son relativamente débiles, lo que proporciona al grafito su blandura y brillo característicos. La fibra de carbono es un material amorfo: las láminas de átomos de carbono se colocan al azar, apretadas o juntas. Esta integración de las láminas de carbono es responsable de su alta resistencia.

Aerogel

El aerogel o el humo helado es un material coloidal similar al gel, en el cual el componente líquido es cambiado por un gas, obteniendo como resultado un sólido de muy baja densidad y altamente poroso, con ciertas propiedades muy sorprendentes, enorme capacidad de aislante térmico, y soporta mil veces su peso.

Este material está generalmente compuesto por un 90,5% a un 99,8% de aire, es mil veces menos denso que el vidrio y unas tres veces más denso que el aire. Familiarmente es denominado humo helado, humo sólido o humo azul debido a su naturaleza semitransparente, sin embargo, tiene al tacto una consistencia similar a la espuma de poliestireno.
Posee un índice de refracción de 1,0, muy bajo para un sólido. La velocidad del sonido a través de él es muy baja, 100 m/s.




Nanotubos de carbono

En química, se denominan nanotubos a estructuras tubulares (cilíndricas), cuyo diámetro es del tamaño del nanómetro. Existen nanotubos de muchos materiales, tales como silicio o nitruro de boro pero, generalmente, el término se aplica a los nanotubos de carbono.Los nanotubos tienen propiedades inusuales, que son valiosas para la nanotecnología ,​ Dependiendo del grado de enrollamiento, y la manera como se conforma la lámina original, el resultado puede llevar a nanotubos de distinto diámetro y geometría interna.




Biomateriales

Un biomaterial es cualquier sustancia que ha sido diseñada para interactuar con los sistemas biológicos con un propósito médico, ya sea terapéutico (tratamiento, suplementos, reparación o reemplazo de una función tisular del cuerpo) o de diagnóstico. Como ciencia, los biomateriales tienen unos cincuenta años. El estudio de los biomateriales se llama ciencia de los biomateriales o ingeniería de biomateriales. Ha experimentado un crecimiento constante y fuerte a lo largo de su historia, con muchas compañías invirtiendo grandes cantidades de dinero en el desarrollo de nuevos productos. La ciencia de los biomateriales abarca elementos de la medicina, la biología, la química, la ingeniería tisular y la ciencia de los materiales.

Tenga en cuenta que un biomaterial es diferente de un material biológico, como el hueso, que es producido por un sistema biológico. Además, se debe tener cuidado al definir un biomaterial como biocompatible, ya que es específico para cada aplicación. Un biomaterial que es biocompatible o adecuado para una aplicación puede que no lo sea en otra.