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Cada material es diferente y tiene cualidades llamadas propiedades. Algunas propiedades de los materiales son:

Dureza

Fragilidad

Flexibilidad

Aislación térmica

Transparencia

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LAS #PROPIEDADES DE LOS #MATERIALES - COLEGIO SAN ENRIQUE

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La dureza del material dice que tan resistente es el material frente a diversas deformaciones y alteraciones.
Hay tipos; el material duro (diamante, hierro, acero) y el material blando (arena, plástico, plastilina, madera)

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La fragilidad del material dice que tan delicado y frágil es el material, es decir si se rompe fácilmente o no.
Hay dos tipos; el material frágil (cerámica, vidrio) y el material tenaz (madera, acero)

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La flexibilidad del material consiste en la facilidad que tiene este para doblarse sin romperse.
Hay tres tipos; el material flexible (goma, algunos plásticos)

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Los materiales que impiden el paso del calor o del frío de un lugar a otro se llaman aislantes térmicos. Como el plumavit

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La transparencia en los materiales consiste en la facilidad que tienen estos para dejar pasar la luz a través de ellos.
Hay tres tipos; el material transparente (vidrio, algunos plásticos), el material opaco (cerámica, madera) y el material translúcido (tela, vidrio, algunos plásticos)

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Los objetos que nos rodean están fabricados por diversos materiales. La fabricación de los objetos puede ser hecha por uno o más materiales. Según su procedencia hay dos tipos de materiales, estos pueden ser naturales o artificiales

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Los materiales naturales son los que se encuentran en la naturaleza. Se clasifican según su origen, animal, vegetal o mineral. Ejemplos:

Madera

Piedras

Algodón

Lana

Carbón

Cobre

Arena

Petróleo

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Los materiales artificiales son los elaborados por los seres humanos. Ejemplos:

Plástico

Papel

Cartón

Vidrio

Goma

Porcelana

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Los nuevos materiales son productos de nuevas tecnologías fruto del desarrollo de la química y la física aplicada, de la ingeniería y de la ciencia de los materiales. Se han diseñado para responder a nuevas necesidades o a alguna aplicación tecnológica.

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Grafeno.

Shrilk.

Materiales del futuro autorreparables.

Espumas metálicas.

Estaneno.

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Además de descubrimientos muy mediáticos, como el del grafeno, otros muchos hallazgos salen de los laboratorios de todo el mundo. En el punto de mira están áreas como la medicina, la aeronáutica y la construcción sostenible.

En una escena corriente de un día corriente, alguien interactúa con decenas de objetos, la mayoría de ellos producto de un proceso de fabricación. Los materiales que les dan forma y propiedades, en muchas ocasiones, son el fruto de largos años de investigación en un laboratorio, pero para el consumidor sólo son las ruedas del coche, una bombilla, una bolsa biodegradable, la batería del móvil o su almohada de viscoelástica recién estrenada.

Uno de los nuevos materiales que ha generado mayores expectativas en los últimos años es el grafeno, cuyo aislamiento les valió un Premio Nobel a Andre Geim y Konstantin Novoselov en 2010. Es ligero, más fuerte que el acero y más duro que el diamante, flexible, transparente... y abundante en la naturaleza, puesto que es una capa de átomos de carbono ordenados en una red hexagonal. Si apilamos muchas de esas capas, obtendríamos grafito, es decir, el mineral con el que pinta un lápiz.

Aunque todavía los productos con grafeno no abarrotan las tiendas, la investigación para fabricar de modo rentable grafeno de calidad continúa. No obstante, con este material ya existen colchones, chalecos antibalas, auriculares, baterías, etc., y se espera que tenga valiosas aplicaciones en la automoción, la construcción y la aeronáutica, entre otros ámbitos. Se usa, incluso, para desalinizar agua.

De igual modo, los polímeros (plásticos) que están detrás de los móviles plegables y de los televisores gigantes enrollables todavía no han alcanzado un desarrollo óptimo. Sólo queda seguir investigando en nuevos y mejores materiales.

Centros de investigación

En España, estas innovaciones están lideradas por los centros de investigación, seguidos de las universidades y, ya en el ámbito privado y a distancia, de las empresas. Según afirma Javier Maira, jefe de Comercialización de la Vicepresidencia Adjunta de Transferencia del Conocimiento del CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas), "el CSIC es la entidad que más patentes presenta en nuevos materiales y nanotecnología en nuestro país".

Gracias a la manipulación del tamaño de las partículas de un material, explica, se modifican sus propiedades y, de alguna manera, permite "la posibilidad de preparar materiales a la carta" con innumerables aplicaciones.

El febrero pasado, en la mayor feria de nanotecnología del Mundo, la NanoTech de Tokio, esta entidad recibió el premio de Transferencia de Tecnología por segunda vez. De entre los nuevos materiales que presentaron, destacan materiales cerámicos, otros destinados a la construcción que cambian de color según la luz que reciben, por lo que favorecen el mantenimiento térmico de una estructura y diversos tipos de grafenos. El objetivo es optimizar su producción para que llegue a cumplir las expectativas que se depositaron en el que se llamó material milagroso.

"El problema principal que impide la explotación del grafeno es que la producción de grandes muestras es limitada. En este sentido, el CSIC está investigando en distintos métodos de producción de grafeno y sus derivados mediante procesos siempre sostenibles y eficentes", añade Maira.

Teresa Pérez Prado es directora adjunta del Instituto Madrileño de Estudios Avanzados en Materiales (Instituto Imdea Materiales), un centro que investiga actualmente, entre otros, en aceros de alta resistencia para la construcción, en metales para imprimir en 3D motores y turbinas de avión, en polímeros resistentes al fuego y en materiales para iluminación sostenible basados en proteínas.

A nivel internacional, Javier Maira, citando el ránking mundial de referencia en ciencia Scimago, sitúa a la cabeza de la investigación en nuevos materiales a China, seguida de EEUU, Corea del Sur, Alemania y Japón.

En España, dice Teresa Pérez, se realiza "investigación puntera en materiales de primer nivel y muchos investigadores españoles son líderes globales en sus respectivos campos". De hecho, según ese mismo ránking, nuestro país ocupa el puesto 11 en generación de conocimiento en nuevos materiales.

"Sin embargo, todavía necesitamos hacer un gran esfuerzo en transferencia de tecnología, tanto en la creación de empresas innovadoras de base tecnológica, que puedan explotar los descubrimientos científicos, como en el uso de los hallazgos, para que empresas establecidas puedan mantener un liderazgo tecnológico", concluye la científica del Imdea.

Maira coincide, y explica que, aunque la investigación requiere grandes instalaciones e infraestructuras que no favorecen la participación de la empresa privada, su colaboración es necesaria para "escalar la producción de los nuevos materiales a nivel industrial, a un coste razonable y competitivo". No obstante, "en España existen contadas empresas que desarrollan nuevos materiales a nivel industrial", añade.

Poner en práctica los hallazgos científicos por parte de las empresas, y comercializarlos, es la única forma de sacarlos del laboratorio. Maira reconoce que aunque no todos los acuerdos que el CSIC ha firmado con empresas han terminado con la explotación de sus materiales, se pueden encontrar nanomateriales patentados por la entidad "en cremas solares, fertilizantes que liberan el principio activo en contacto con el agua o implantes dentales", detalla.

Y adelanta uno de los posibles éxitos internacionales más importantes que tendrá el CSIC en los próximos años gracias a un mineral llamado zeolita, que "consigue filtrar y separar los fluoruros, que son un grave problema de potabilidad en algunas zonas de Etiopía y otros países en desarrollo".

Actualmente, se están construyendo dos plantas de potabilización en este país africano que esperan inaugurar a finales de este año.

Las tendencias

Los investigadores de este campo, están buscando nuevos materiales para las tecnologías 5G; con aplicaciones energéticas, para aumentar la eficiencia, bajar costes y almacenarla; biomédicas, como clavos que se reabsorben cuando un hueso ya se ha soldado; medioambientales, para construir de un modo sostenible, etc. Un ejemplo es la creación, por parte de la compañía Danosa, de láminas para impermeabilizar edificios que, además, absorben con ayuda del sol la contaminación producida por los coches.

La sostenibilidad es, precisamente, uno de los motores más activos de la investigación en materiales. Desde el Icmab (Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona), explican que la ciencia está centrada en cómo encontrar sustitutos del plástico (nanocelulosa bacteriana -una especie de papel hecho a partir de bacterias- y plásticos biodegradables); en fabricar baterías basadas en sodio o calcio en vez de litio; y en conseguir que un residuo pueda convertirse en materia prima, entre otros intereses.

El Icmab, según detalla su director Xavier Obradors, centra su investigación en "materiales funcionales y avanzados en la nanoescala para tres grandes aplicaciones: energía más limpia y sostenible, electrónica alternativa al silicio y nanomedicina". Así, algunas de sus investigaciones abordan la integración de componentes inteligentes en tejidos textiles (wearables) y, en el campo de la salud, la obtención de biomateriales para la liberación controlada de fármacos y materiales para regenerar tejidos.

El ICMA (Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón ) es otro de los centros de investigación de referencia de España y el más veterano. Javier Campo, su director, resume en tres líneas sus líneas activas: salud y bienestar, energía y medioambiente y tecnologías de la información y la comunicación. Algunas aplicaciones son la fabricación de celdas solares, materiales cerámicos para obtener mejores pilas de combustible y materiales superconductores para fabricar aerogeneradores. En el campo médico, tiene gran tradición en el desarrollo de instrumentación avanzada con licuadores de helio, que se utilizan en la refrigeración de equipos científicos y en las máquinas que hacen resonancias magnéticas.

El ICMA participa también en dos importantes iniciativas europeas, vinculadas al grafeno y a la tecnología cuántica, una de las tendencias actuales en la investigación de materiales.

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Nuevos materiales que revolucionan el mundo

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Además de descubrimientos muy mediáticos, como el del grafeno, otros muchos hallazgos salen de los laboratorios de todo el mundo. En el punto de mira están áreas como la medicina, la aeronáutica y la construcción sostenible. En una escena corriente de un día corriente, alguien interactúa con decenas de objetos, la mayoría de ellos producto de un proceso de fabricación.