viernes, 9 de enero de 2015
VIGÉSIMA CUARTA SESIÓN
Volvimos. Después de unas ´´cortas´´ vacaciones de Navidad hemos vuelto a la faena. Esta vez hemos escogido un tema no tan curioso como los anteriores pero si interesante. La investigación en Cataluña nos deja unos datos y una información que tal vez antes no sabíamos y que hemos considerado interesante. Esperamos que os sirva, un saludo.
LA INVESTIGACIÓN EN CATALUÑA
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El siglo XXI ha traído una nueva revolución en el campo de los materiales: la nanotecnología. Esta revolución es similar al descubrimiento del acero, la máquina de vapor o incluso la microelectrónica. La razón es que todas las propiedades
físicas, químicas o mecánicas de un material cambian radicalmente. Tanto es así que deben aplicarse nuevos modelos de conocimiento para entender y predecir las propiedades finales de un material. La física convencional debe dejar paso a la física cuántica; los modelos fenomenológicos de la mecánica de materiales y de los defectos no tienen razón de ser cuando producimos materiales a escala manométrica7. El desarrollo de estos materiales llegará, claro está, a través de la ampliación del conocimiento fundamental de los procesos que tienen lugar a este nivel.
A partir de los conocimientos de la nanotecnología, han surgido unos nuevos “materiales” llamados metamateriales. En realidad, son estructuras periódicas que se pueden diseñar para dirigir la luz de un modo específico. Esta interacción entre la luz y el metamaterial permitirá, en el campo de la física, crear artificialmente un agujero negro o un sistema multiuniverso. Son materiales que tienen la posibilidad de volverse invisibles para longitudes de onda determinadas. Evidentemente, el ejército tiene un interés especial en este tipo de tecnología, dado que conllevará una ventaja importante en el campo de batalla.
En la Universidad Politécnica de Catalunya (UPC) hay varios grupos trabajando en campos de los materiales muy variados. Uno de ellos, encabezado por la Dra. Mari Pau Huguet, se ha especializado en los biomateriales. Gracias a los avances de la medicina, la esperanza de vida ha aumentado notablemente; por eso la población de nuestro entorno está envejeciendo. Por desgracia, durante millones de años, el cuerpo ha estado diseñado para una duración determinada, y la naturaleza es lo bastante sabia como para no malgastar recursos. Así, cuando el cuerpo ha cumplido su función y empieza a envejecer, él mismo deja de producir huesos, ya que eso supondría un despilfarro de esfuerzos en un organismo destinado a morir. La medicina puede alargar la vida, pero no puede prolongar la funcionalidad del cuerpo. Sus líneas de investigación han pasado del desarrollo de nuevos materiales biocompatibles a la funcionalización de estos nuevos materiales. Esta funcionalización consiste en dotar a los materiales de una actividad biológica propia del cuerpo humano, normalmente mediante la adición superficial de productos biológicos que proporcionen una nueva propiedad o característica al material.
Aleaciones con memoria de forma
Es importante tener presente que hablar de “nuevos” materiales no implica necesariamente un nuevo material. También se habla de nuevos materiales cuando hay una mejora en la estructura o en el proceso de fabricación de un material convencional, ya que esta mejora proporciona una propiedad diferente a dicho material. Son ejemplo de ello las aleaciones con memoria de forma, shape memory alloys, que pueden ser de NiTi o de latón, Cu-Zn. El latón ya era conocido por los romanos, pero no fue hasta principios de la década de los ochenta del siglo xx que se descubrió una propiedad inusual del material: su capacidad de recuperar una forma predeterminada por medio de la interacción con la temperatura. Esta nueva propiedad abrió numerosas posibilidades de aplicación industrial. En la actualidad, muchos satélites, aviones, coches, sistemas de detección de incendios y hasta cafeteras llevan piezas de este tipo de material. El caso del Ni-Ti (nitinol) es mucho más significativo, dado que esta aleación es biocompatible, por lo que tiene un gran campo de aplicación en este sector5. Piezas tan sencillas como los alambres de ortodoncia, antes de acero inoxidable, ahora son de este material, lo que reduce a un mínimo el número de visitas al odontólogo. Otras aplicaciones importantes corresponden al desarrollo de los stents o dilatadores de venas que se encuentran obturadas por el colesterol.
Superconductores de alta temperatura
El descubrimiento de los superconductores de alta temperatura, en 1986, abrió nuevas expectativas de uso industrial, con lo que se destinaron recursos al desarrollo
y aprovechamiento de este hallazgo. La superconductividad se conocía desde 1911; Kammerlingh Onnes, físico holandés, había descubierto la propiedad al enfriar el mercurio hasta temperaturas de casi 0 absoluto (4,2 K). Evidentemente, esta baja temperatura limitaba, y mucho, su aplicación industrial.
y aprovechamiento de este hallazgo. La superconductividad se conocía desde 1911; Kammerlingh Onnes, físico holandés, había descubierto la propiedad al enfriar el mercurio hasta temperaturas de casi 0 absoluto (4,2 K). Evidentemente, esta baja temperatura limitaba, y mucho, su aplicación industrial.
Nanotecnología
El siglo XXI ha traído una nueva revolución en el campo de los materiales: la nanotecnología. Esta revolución es similar al descubrimiento del acero, la máquina de vapor o incluso la microelectrónica. La razón es que todas las propiedades
físicas, químicas o mecánicas de un material cambian radicalmente. Tanto es así que deben aplicarse nuevos modelos de conocimiento para entender y predecir las propiedades finales de un material. La física convencional debe dejar paso a la física cuántica; los modelos fenomenológicos de la mecánica de materiales y de los defectos no tienen razón de ser cuando producimos materiales a escala manométrica7. El desarrollo de estos materiales llegará, claro está, a través de la ampliación del conocimiento fundamental de los procesos que tienen lugar a este nivel.
Metamateriales
A partir de los conocimientos de la nanotecnología, han surgido unos nuevos “materiales” llamados metamateriales. En realidad, son estructuras periódicas que se pueden diseñar para dirigir la luz de un modo específico. Esta interacción entre la luz y el metamaterial permitirá, en el campo de la física, crear artificialmente un agujero negro o un sistema multiuniverso. Son materiales que tienen la posibilidad de volverse invisibles para longitudes de onda determinadas. Evidentemente, el ejército tiene un interés especial en este tipo de tecnología, dado que conllevará una ventaja importante en el campo de batalla.
Biomateriales
En la Universidad Politécnica de Catalunya (UPC) hay varios grupos trabajando en campos de los materiales muy variados. Uno de ellos, encabezado por la Dra. Mari Pau Huguet, se ha especializado en los biomateriales. Gracias a los avances de la medicina, la esperanza de vida ha aumentado notablemente; por eso la población de nuestro entorno está envejeciendo. Por desgracia, durante millones de años, el cuerpo ha estado diseñado para una duración determinada, y la naturaleza es lo bastante sabia como para no malgastar recursos. Así, cuando el cuerpo ha cumplido su función y empieza a envejecer, él mismo deja de producir huesos, ya que eso supondría un despilfarro de esfuerzos en un organismo destinado a morir. La medicina puede alargar la vida, pero no puede prolongar la funcionalidad del cuerpo. Sus líneas de investigación han pasado del desarrollo de nuevos materiales biocompatibles a la funcionalización de estos nuevos materiales. Esta funcionalización consiste en dotar a los materiales de una actividad biológica propia del cuerpo humano, normalmente mediante la adición superficial de productos biológicos que proporcionen una nueva propiedad o característica al material.
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