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Nuevos materiales

En la UE se han elaborado 1.400 proyectos de investigación en la ciencia de los materiales

Sartenes que no se pegan, ropa impermeable que deja transpirar, medios de transporte más ligeros y resistentes, pantallas planas y delgadas como un libro o skis más estables, son, por citar sólo algunos, objetos o artilugios que forman parte de nuestra vida. Otros, como fármacos ultra-precisos diseñados a medida, músculos artificiales o metales que se auto-reparan, se encuentran todavía en fase de desarrollo o en la mente de los científicos y serán pronto tan cotidianos como los ya mencionados. Todos ellos son resultado directo de la llamada ciencia de los materiales, una rama científica que nos brindará grandes descubrimientos en los próximos años.

Electrónica y construcción

En el terreno de la electrónica, los científicos buscan nuevas aplicaciones basadas en circuitos y dispositivos electrónicos hechos de materiales plásticos, baratos, flexibles y resistentes. Uno de los retos pasa por jubilar al silicio, el material esencial de los chips, aunque sigue siendo caro y delicado. Desde los años 80 se conocen las peculiares propiedades de toda una familia de polímeros orgánicos capaces de conducir la corriente eléctrica en determinadas condiciones e impedir su paso en otras, aunque no de forma tan eficiente como lo hace el silicio. Sin embargo, se han desarrollado recientemente materiales orgánicos de segunda generación, así como otros materiales inorgánicos e incluso híbridos orgánico-inorgánicos que se van acercando en eficacia al silicio, por lo que parece sólo cuestión de tiempo que algunos de ellos lleguen a alcanzar un nivel práctico de aplicación y se empiece a ver, por ejemplo, pantallas de televisión de gran tamaño similares a un póster de papel.

El descubrimiento de las cerámicas superconductoras de alta temperatura, capaces de transmitir la energía eléctrica sin resistencia, ha producido ya los primeros sensores superconductores, aunque todavía se encuentran en una fase de desarrollo muy básica. Asimismo, también se investiga en la consecución de herramientas nanotecnológicas y de materiales magnéticos especiales para discos duros y otros soportes de almacenamiento de datos, más fiables, pequeños y de mayor capacidad.

Un elemento que está siendo cada vez más utilizado es el denominado composite, un compuesto que une dos o más materiales, normalmente fibras introducidas en una resina polimérica (plásticos). El material que las envuelve, denominado matriz, le da volumen y protege a las fibras, con lo que se consiguen materiales muy resistentes de muy bajo peso, y aunque todavía no existen datos fiables debido a su novedad, se cree que por sus características serán mucho más duraderos que el hormigón armado y el acero. Hasta ahora, se han venido utilizando en lugares donde se exigía una gran resistencia con poco peso, como en los chasis y carrocerías de coches, motos de carreras o aviones. Por ejemplo, el Airbus 310 utiliza composites en muchas partes de su estructura.

Pero los composites no sólo se han quedado ahí. Uno de los ejemplos más claros es el del mundo de la construcción, donde se empieza a tenerlos cada vez más en cuenta. En la ciudad de Kobe, en Japón, tras el terremoto sufrido en 1995, se reforzaron las columnas y soportes de hormigón de las autopistas rodeándolas con varias capas de fibra de carbono y polímeros, por lo que no hubo que rehacerlas. En el edificio del Pentágono, el composite también fue de gran ayuda en el atentado del 11 de septiembre de 2001. El avión secuestrado chocó con la única fachada de las cinco que estaba fabricada con composites, siendo el daño menor de lo que hubiera supuesto el choque en cualquiera otra de las fachadas. Hoy en día, todas las fachadas del Pentágono se han reforzado con composites. Y más cerca, en el aeropuerto de Asturias, se ha terminado el pasado mes de marzo un puente cuyas vigas son de composites. Las vigas se instalaron en tres días utilizando una grúa ligera, mientras que del modo tradicional se hubieran necesitado meses y el uso de grúas pesadas.

Siguiendo en el terreno de la construcción, el físico italiano Cristoforo Benvenuti, experto en tecnología de materiales, asegura que se podría perder hasta diez veces menos calor en los edificios si se levantaran energéticamente “inteligentes”, gracias al desarrollo de nuevos materiales aislantes desarrollados con tecnologías nucleares, como los aceleradores de partículas.

La piezoelectricidad, descubierta hace ya más de un siglo por Pierre Curie, sigue también produciendo nuevos materiales. La piezoelectricidad consiste en la aparición, en las caras opuestas de un cristal, de cargas eléctricas de diferente signo cuando son estirados o comprimidos y, a la inversa. Como ejemplo de aplicación práctica de esta propiedad podríamos citar, ahora que las estaciones de ski se encuentran a pleno rendimiento, unos esquís compuestos de tiras de cerámica piezoeléctrica que disminuyen el riesgo de caídas.

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