Extructura De La Materia

EXTRUCTURA DE LOS MATERIALES

Macro estructura:

Aspecto macroscópico de la estructura, es decir visible a simple vista. Se refiere, por tanto, a la forma, tamaño y demás características observables que pueden afectar a ciertas características del material.

Micro estructura:

Parte de la estructura que puede ser vista mediante un microscopio. Se refiere a las características de grandes grupos de átomos enlazados entre si constituyendo lo que se denomina una fase, es decir al tamaño, forma, distribución relativa y contenido relativo de la diferentes fases cristalinas y/o vítreas que constituyen el material. Aunque la micro estructura afecta a las propiedades dependientes del nivel atómico sobretodo determina las propiedades mecánicas. Forma y alineación de los componentes microscópicos de un metal. La micro estructura de un material suele determinar su dureza, tenacidad y otras propiedades.

Nano estructura:

Es una estructura con un tamaño intermedio entre las estructuras moleculares y microscópicas (de tamaño micrométrico). Para describir nano estructuras necesitamos diferenciar entre el número de dimensiones en la nano escala. Las superficies sin textura tienen en la nano escala una dimensión, es decir, el grosor de la superficie de un objeto está entre 0.1 y 100 mn. Los nanotubos tiene dos dimensiones en la nano escala, es decir, el diámetro del tubo está entre 0.1 y 100 mn; su longitud puede ser mucho mayor. Finalmente, las nano partículas esféricas tienen tres dimensiones en la nano escala, es decir, la partícula tiene entre 0.1 y 100 mn encada dimensión espacial. Los términos de nano partículas y partículas ultra finas (UFP) a menudo son usados como sinónimos aunque las UFP puede alcanzar el rango del micrómetro.

Materiales Nanos estructurados

Los materiales nanos estructurados son aquellos donde al menos una de sus dimensiones cae en el intervalo de 1 a 100 nanómetros. Esta característica les confiere propiedades diferentes de las que tienen los materiales con dimensiones macroscópicas, lo cual los hace susceptibles de numerosas aplicaciones en industrias como la microelectrónica, la farmacéutica, la de biocensores, la de materiales funcionales, entre otras.

Entre los métodos de síntesis o preparación de materiales nano estructurados se encuentran aquellos basados en sistemas auto asociativos donde las estructuras formadas por la agregación de moléculas de tenso activo sirven como reactores químicos que controlan el crecimiento y las propiedades finales de nano partículas y/o de películas de espesores nano métricos.

Dos de las líneas de investigación que se están desarrollando en este departamento dentro del estudio de los materiales nano estructurados son por una parte, el estudio de las propiedades fisicoquímicas de sistemas asociativos de tenso activo, y por otra parte la síntesis y la caracterización de nano partículas de diferentes materiales utilizando los sistemas asociativos de tenso activo

Arreglos Atómicos

Orden de Corto y Largo Alcance

Orden de corto alcance.

Es el arreglo espacial de los átomos o moléculas que se extiende sólo a los vecinos más cercanos de éstos. A estas estructuras se les denomina como estructuras no cristalinas. Ejemplos de estas estructuras son los vidrios, geles y recubrimientos por deposición de vapor.

Vidrios.- durante la solidificación los átomos no tienen el tiempo suficiente para formar una estructura periódica. Una estructura vítrea puede también obtenerse por solidificación rápida de materiales que normalmente forman estructuras cristalinas. Los vidrios tienen las siguientes características generales:

1. Estructura isotrópica (las propiedades son uniformes en todas direcciones).

2. Son típicamente transparentes, pero pueden formularse para absorber o transmitir ciertas longitudes de onda.

3. Buenos aislantes eléctricos y térmicos.

4. Reblandece antes de fundir, por lo que puede moldearse por soplo.

Un ejemplo de estructura vítrea es la sílice (SiO2) cuya unidad estructural es un tetraedro en el que cuatro átomos de oxígeno se unen de manera covalente con un átomo de silicio. Puesto que los átomos de oxígeno deben formar ángulos de 109.5º para satisfacer los requerimientos de direccionalidad de los enlaces covalentes, se obtiene una estructura con orden de corto alcance. Dentro de las estructuras vítreas se encuentra un grupo denominado Estructuras Moleculares en el que se ubican los compuestos orgánicos (con enlaces covalentes), donde los más comunes son los hidrocarburos los cuales pueden contener algunos otros elementos o grupos reemplazando a uno o más hidrógenos, como halógenos (Cl y F), hidróxido (OH),acetato, amonio y silicones.

Hidrocarburos.- éstos se clasifican en saturados y no saturados. El incremento del punto de fusión con el peso molecular se debe en parte al decremento de la morbilidad y en mayor grado a los enlaces de Van der Waals entre moléculas. Entre más grande sea la molécula habrá más sitios en donde puedan ocurrir enlaces de Van der Waals. Bajo las condiciones adecuadas los hidrocarburos no saturados pueden romper sus dobles o triples enlaces para formar moléculas más grandes, por ejemplo los polímeros. Esto se denomina reacción de polimerización.

Geles.- sólidos no-cristalinos formados por reacción química en lugar de fusión. Estos materiales son útiles en la unión de cerámicos y metales (al actuar como cementos). Ejemplos de éstos son Si (OH)4 y Al (H2PO4)3. Recubrimientos por Deposición de Vapor.- sólido no-cristalino producido por condensación rápida de un vapor sobre un substrato frío o por reacción de un gas sobre con un substrato caliente. El vapor pude producirse por bombardeo iónico, evaporación mediante haz de electrones o evaporación térmica. Los recubrimientos así obtenidos por lo general son no-porosos, tienen granos finos y muestran propiedades únicas. A los materiales con un ordenamiento de corto alcance se denominan comúnmente como materiales amorfos.

Síntesis de polímeros

Polimerización por adición.- el principio de este proceso es la obtención de un monómero

(Unidad métrica) la cual se une con otra para formar cadenas largas. Normalmente la polimerización se da en moléculas idénticas, sin embargo, la polimerización entre moléculas diferentes ocurre, a esto se le llama copolimerización. nA + mB ( AnBm )

Este tipo de polimerización puede ocurrir sí más de un doble enlace está presente (p.ej. la polimerización del butadieno para formar hule no vulcanizado). Los polímeros producidos por adición son generalmente

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