MATERIALES INTELIGENTES

MATERIALES INTELIGENTES

Los materiales inteligentes, activos, o también denominados multifuncionales son materiales capaces de responder de modo reversible y controlable ante diferentes estímulos físicos o químicos externos, modificando alguna de sus propiedades.

Por su sensibilidad o actuación, estos materiales pueden ser utilizados para el diseño y desarrollo de sensores, actuadores y productos multifuncionales, así como poder también llegar a configurar estructuras y sistemas inteligentes de aplicaciones múltiples. En este caso las estructuras inteligentes, son por ejemplo aquellas que gracias a la combinación de estos materiales son capaces de autodiagnosticarse y modificarse para adaptarse a las condiciones que se les ha marcado como óptimas o correctas.

Algunos de estos materiales, son conocidos desde hace muchos años y otros (la mayoría) son de reciente aparición. Se manifiestan en diferentes naturalezas, inorgánicas, metálicas y orgánicas, y su comportamiento es muy diverso siendo sensibles a una amplia variedad de fenómenos físicos y químicos. Actualmente, su importancia surge gracias a las nuevas tecnologías como la microelectrónica y la posibilidad de diseñar y sintetizar estructuras orgánicas poliméricas con propiedades activas predefinidas.

Por ejemplo, hasta hace pocos años todos nos hemos maravillado ante los displays de cristal líquido (LCD) presentes en pantallas planas de ordenador, teléfonos móviles, ..etc. Pero ya ha comenzado su cuenta a tras con la aparición de los OLED (Organic Light-Emitting-Diode), pantallas en base a polímeros multicapa que emiten luz ante pequeños estímulos eléctricos, permitiendo diseños más ligeros y flexibles. Juntando tecnología e imaginación, ya se comercializan con estas nuevas pantallas vídeo cámaras (Kodak Easyshare LS633), así como lámparas planas para sistemas de seguridad y señalización, piezas plásticas de interior de vehículo con luz propia. Siendo imparable el desarrollo de nuevos productos en base a los materiales activos.

Un material inteligente es aquel que posee una o más propiedades que pueden ser modificadas significativamente de manera controlada por un estímulo externo (tales como tensión mecánica, temperatura, humedad, pH o campos eléctricos o magnéticos) de manera reversible.

TIPOS DE MATERIALES INTELIGENTES

 Materiales piezoeléctricos: Producen un voltaje cuando se les aplica tensión mecánica. Este afecto también se produce de manera inversa, produciendo una tensión mecánica cuando se le aplica tensión eléctrica.

 Un polímero electroactivo es un polímero que cambia sus propiedades en respuesta a la presencia de un campo eléctrico.

 Materiales con efecto térmico de memoria: Tienen la capacidad de cambiar su forma o deformarse de forma controlada al alcanzar cierta temperatura.

 Materiales con efecto magnético de memoria y con magnetostricción: Tienen la capacidad de cambiar su forma o deformare en forma controlada en presencia de campos magnéticos. Los segundos además tienen la propiedad inversa de modificar su magnetización bajo la presencia de tensión mecánica.

 Polímeros sensitivos al pH: Varían su tamaño en respuesta a cambios en el pH del medio que los rodea.

 Halocromía: La capacidad de variar su color como resultado del cambio de acidez (por lo tanto de pH).

Características principales

Las nuevas tecnologías de fabricación han conseguido un abaratamiento de los

materiales inteligentes que permiten el desarrollo de nuevas aplicaciones y la sustitución

de materiales tradicionales. Este avance está siendo posible gracias al la cooperación de

distintos campos de conocimiento, tales como: física de estado sólido, química, ingeniería

de materiales, medicina, mecánica, biología, etc. y a la creación de grupos de desarrollo

multidisciplinarias.

Existe una gran variedad de propiedades que pueden ser modificadas, entre ellas están

las propiedades mecánicas (dureza, flexibilidad, deformación, tensión, etc.), las

propiedades térmicas (transiciones de fase),las propiedades electromagnéticas (ferro,

ferri, paramagnéticos), las propiedades ópticas (transmisión de la luz), así como

colorimetría, propiedades acústicas y propiedades químicas.

En biología molecular, se pueden hacer modificaciones en estructuras celulares y lograr

un cambio en una característica biológica en particular.

MATERIALES INTELIGENTES Y FUNCION

A continuación se enumeran agrupados por el tipo de estímulo o comportamiento algunos de los materiales comúnmente denominados como activos o inteligentes:

• Materiales Electro y Magnetoactivos. Son materiales que actúan o reaccionan ante cambios eléctricos o magnéticos (magnetostrictivos, electrostrictivos, ...), ampliamente empleados en el desarrollo de sensores. También, los nuevos desarrollos en base a materiales poliméricos conductores han dado paso a los EAP (Electro Active Polymers) cuyo desarrollo abren paso a los músculos artificiales y mecanismos orgánicos artificiales.

Los materiales piezoeléctricos, materiales con la capacidad para convertir la energía mecánica en energía eléctrica y viceversa, son ampliamente

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