Consideraciones de las propiedades para aplicaciones específicas

Consideraciones de las propiedades para aplicaciones específicas.

Para emplear un material, cualquiera en un producto nuevo o mejorado es necesario revisar las cualidades del material y del lugar donde será utilizado, dado que factores externos a la composición de dicho elemento podrían afectar el rendimiento y la calidad del sistema en el que se implemente.

La evolución de algún producto obliga a mejorar las cualidades de los componentes que lo conforman, esto se resume en crear materiales con mejor resistencia a temperaturas cambiantes como es el caso de transbordadores espaciales, cambios en la presión de la superficie del elemento como se aprecia en submarinos al igual que la reducción de peso o volumen, la maleabilidad y sobre todo cuidando que el costo de producción del material no afecte de forma negativa el costo final del producto.

Por último, después de desarrollar un nuevo material se analizan sus puntos negativos y positivos, esto permite a los científicos seguir desarrollando materiales de mejor calidad, rigidez, durabilidad y fiabilidad, y gracias a ellos se desarrolló una tabla donde se pueden clasificar los materiales por su mejor aplicación específica, esta se llama Diagrama de Ashby.

Aunque el diagrama de Ashby no especifica porque cada material es mejor a otros y no te proporciona una idea de cómo utilizar el material para optimizarlo, si te ayudan a recortar la lista de búsqueda de materiales para infinidad de aplicaciones, aunque no reemplaza el avance de los descubrimientos científicos.

Clases de Materiales

Los átomos son los que forman los distintos materiales dependiendo de su tipo, enlace y arreglo. Las clases de materiales se conocen como polímeros, metales, cerámicas y compuestos.

Los polímeros son cadenas de moléculas enlazadas covalentemente con meros (mismas unidades) repetidas veces. La mayoría de los polímeros están compuestos por carbono y van variando los elementos que van unidos a sus lados. Existen muchas clases de estos por lo cual sus propiedades varían ampliamente. Se pueden clasificar por el hecho de que se pueda derretir o reformar, ya que muchos polímeros son flexibles y de poco peso. Los polímeros termoplásticos son conocidos por que tienen puntos de derretimiento muy bajos, son fácilmente reciclados y tienen poca fuerza. Un ejemplo más genérico de los polímeros es el plástico, también puede ser los polisacáridos, hule, lana, ácidos nucleicos, entre otros. Los termoestables son más resistentes que los termoplásticos pero son menos reciclables.

Los metales son conocidos por que sus electrones comparten electrones des localizados, por sus enlaces metálicos tiene una buena conductividad eléctrica ya que lo electrones pueden flotar libremente a través de una nube de electrones de los átomos. Tienen mucha fuerza pero se les puede formar, son opacos y brillan cuando son pulidos, son perfectos para construir. Son originados como óxidos de metal, pero después pueden ser refinados para ser metales puros. Con estos se pueden crear aleaciones para que pueda contener más propiedades.

Los compuestos son mezclas de 2 o más materiales, cada material continua existiendo en diferentes fases. Se puede dividir en 3 clases: Granulados (Los compuestos granulados tiene muchas partículas gruesas, logran que los materiales tengan más resistencia que fuerza), Reforzados en fibra (hace que el material oriente sus fibras y transfiere la carga a la fibras más fuertes.) y los laminares (alternan capas de distintos materiales).

Las cerámicas tienen átomos metálicos unidos a productos no metálicos. El enlace iónico que tienen permite que estos materiales sean buenos aislantes eléctricos y resistentes a la erosión química. Estos materiales son fuertes y duros pero frágiles.

Los materiales de carbono incluyen formas naturales del carbono como el grafito (6 anillos de carbono enlazados en planos, son conocidos por el uso en los lápices pero también son buenos aislantes en reactores nucleares) y el diamante (a pesar de su uso en la joyería, presentan bastante dureza) también podemos encontrar las fibras de carbono (creadas por convertir una fibra precursora en una fibra de carbono que se acerca al grafito sintético), los nanotubos de carbono (tubos sintéticos formados por doblar una placa de grafito sobre otra, tiene pueda aplicaciones eléctricas)  y los fullerenos (redes de átomos de carbono enlazados en forma de e esfera, tubo o elipsoide), estos son más recientes.

Las comunicaciones de hoy en día son resultados de materiales electrónicos (buena capacidad de conducción de electrones), los semiconductores están entre aislantes y conductores, los semiconductores intrínsecos son materiales puros, resultan de añadir una impureza llamada dopante como por ejemplo las placas de silicio. Los biomateriales son materiales con aplicaciones biológicas y se dividen en 2: Estructurales (aguantan cargas y dan soporte a organismos) y los funcionales (tienen un propósito para un organismo, con sangre artificial).

¿Qué les sucede a los polímeros cuando se desechan?

El 90% de los materiales poliméricos en uso comercial se enterraban en basureros, y alrededor de 10% se incineraban. En Europa las leyes apoyan el reciclaje y para el 2010 se propuso reciclaje total. Estados Unidos apoyo en estos esfuerzos, debido a los costos de estos pasados al consumidor y las dificultades de clasificar y mover estos desperdicios en su país.

RECICLAJE DE POLIMEROS

Las plantas  de reciclaje involucran el remolido y refundido del polímero chatarra y este incluye todos los materiales poliméricos que se desecharon después de dejar la planta.

...