Nous reptes, nous materials

download Nous reptes, nous materials

If you can't read please download the document

Transcript of Nous reptes, nous materials

  • 1. Nous reptes, nous materialsCarlos MiraveteJacob BoleaJaume Planes

2. La primera orella que simprimeix iescolta Cientfics de la Universitat de Princeton (EUA) han fet servir unaimpressora en tres dimensions carregada de cl lules inanopartcules de plata per crear una orella binica en qu elcartlag est combinat amb una antena que capta les mateixesfreqncies sonores que una orella de carn i ossos. Lequip,dirigit per lenginyer Michael McAlpine, ha estat el primer a crearun rgan completament funcional que reprodueix i fins i totamplia les capacitats del seu homleg hum, segons expliquena la revista Nanoletters."Tenim el potencial de crear pecespersonalitzades per reparar el coshum o fins i tot rgans ambcapacitats que superen les prpiesde la biologia humana", conclouenels cientfics. 3. La cincia dels materialsAnomenem cincia dels materials la branca de la cincia ilenginyeria que estudia les relacions entre estructura delsmaterials i les seves propietats i tamb les tcniques deprocessament i el seu comportament.Les propietats fsiques sn les que podem mesurar oidentificar sense que cambi la naturalesa del material, perexemple la densitat, la conductivitat trmica, la resistivitattrmica o la permeabilitat magntica entre altres. 4. Lestructura: els nivellsatmics, micro i macroLes propietats i el comportament dels materials i la forma deprocessar-los depenen de la seva estructura (escala atmica).Quins toms o mollcules els conformen.Amb quin tipus dinteraccions es relacionen aquests toms omollcules.Quins tipus dorganitzaci produeixen cristallina o amorfa.Tamb depenen de la macroestructura i microestructura.Els defectes juguen un paper molt important en els materials, comara els elements intersticials (toms intermedis), les vacants (faltadun element) i les subtitucions (toms substituts per altres). 5. Tipus de materialsPodem classificar els materials segons el seu origen: natural iartificial, i en funci de la seva estructura i propietats, com perexemple, els metalls, les cermiques, els materials compostos ipolmers. 6. Els metallsEls metalls sn elements quimics caracteritzats per serelectropositius. Posseeixen una xarxa cristallina dions positiusenvoltats delectrons lliures.Caracterstiques:bons conductors de calor i electricitat, densitatalta, slids a temperatura ambient, punt de fusi alt, reflecteixen lallum, durs, dctils , malleables i alguns magntics.Els metalls poden formar aliatges entre ells, i combinar-se elscomponents metllics, i aix, sen poden combinar les propietats. 7. Els nous materialsmetl licsLa innovaci ms interesant que sha produt en el mn delsmetalls ha estat la producci daliatges amb memria de forma.Aquests aliatges tenen la capacitat de tornar a la forma original,perqu les deformacions sn desplaaments de la xarxacristallina del metall i no cambis irreversibles. 8. Les cermiquesLes cermiques sn un grup de materials tan divers que es fa difcilcaracteritzar-les amb una definici, sn generalment cristallines ques amorf amb enllaos inics o covalents. Les seves caracterstiquesvarien segons el tipus:*Argiles: podem distinguir entre estructurals i porcellanes, formats perslice, alminia i impureses.*Ciments: el ciment es produeix per escalfament a 1400C en un forngiratori duna mescla dargila i pedra calcria. El producte obtingut estritura molt fi i es barreja amb guix (el ciment pot ser hidrulic, es potutilitzar en estructures submarines).*Refractaris: formats per alumina, slice, i magnesia. Poden estarbarrejats amb: argila, cids o bsics. Les seves caracterstiques podensuportar temperatures de 1580C fins a 1650C.*Abrasius: estn formades a partir de: silici, alumina fosa, o corind,carbur de tungst, i xid de zirconi. Es caracteritzen per tenir unaresistncia al desgast, ser ms tenaos i refractaris que els metalls. 9. Els nous materialscermicsLes ceramiques intel.ligents es fan servir en sensors i actuadors,alguns reptes de futur son les membranes ceramiques ihiperfiltradores, i les cermiques superdures. 10. Els polimersCadascuna de les mol.lecules detile amb lenlla trencatsanomena monomer, quan aquest suneix entre si forma unamol.lecula anomenada polimer conegut amb el nom de polietile.Es poden clasificar en: naturals (vegetals o animals), artificials(sobtenen industrialment) i sintetics (sobtenen industrialment apartir de components elementals)Caracteristiques, son la seva facilitat per elaborar pecesacabades a partir de les materies primes, la seva lleugeresa, laseva resistencia als agents atmosferics i la resistencia a lelctricitat.Les caracteristiques dels polimers com el color si son retardadors ala flama, mes facils delaborar i millorar altres caracteristiquestenciniques utilitzem els aditius. 11. Els biomaterialsEls biomaterials son els materialsd que han de ser compatiblesamb teixits o orgaismes vius, ja que hi han de interacturar.Com en el cas de la notica,shan utilitzat diferents materialsque no siguin perillosos per a lanostra salut, i han fet una orella,llavors estem parlantdintercambi de teixits del coshum amb altres material. 12. La fibra de carboniLa fibra de carboni es un material compost fabricat a partir dunamatriu de polimer reforada amb fibres de carboni, esta fetademilers de filaments de carboni entre 5 i 8 micrometres de diametre,per formar una mena dentreamat o teixit dalta resistencia,lleugeresa i fora elasticitat, la matriu polimerica assegura quesigui un bon aillant termic amb propietats ignifugues, lunicinconvenient alt cost de fabricacio, fins a 10 vegades mes quelacer. 13. Les fibres ptiquesLes fibres ptiques estn fetes generalment de vidre i a vegadesplstic. Les seves propietats sn bon allament trmic i elctric,suport daltes temperatures, transparncia, baix cost, i abundnciade les matries.La caracterstica principal de les fibres ptiques s quecondueixen la llum sense casi atenuaci, el fenmen fsic quesegueixen s la relfexi total.Sn ms lleugers, flexibles, barats i no soxiden. Laplicaci mssenzilla de les fibres ptiques s la transmissi de llum, tambtenen una mplia varietat dusos com a sensors que inclouen desde termmetres fins a giroscopis. 14. Diodes lser i LEDAquests dispositius cermics semiconductors emeten llum quansels connecta un corrent elctric en una direcci i no deixenpassar la corrent quan es connecten en una direcci contrria. 15. La nanotecnologiaEls nous materials de qu hem parlat fins ara tenen en com quese sintetitzen variant-ne la composici interna, per a escala entrelatmica i la mollecular (la nanotecnologia).Lescala nano, diu que un nanmetre (nm) que equival 1-10000000000 metres, en aquesta escala els objectes sn moltdifcils de manipular sobretot perqu les lleis de la fisica i laquimica que en descriuen el comportament varien. 16. Gracis per la vostra atenciAlguna Pregunta Ms?