Nuevos materiales

Natalia Bravo GarcíaFrancisco Tajada LostaoStephanie Bérninzon Costanzo

Aglomerante (cemento Portland)

Agua

partículas o fragmentos

de un agregado

Aditivos específicos

HORMIGÓN

• Toda la mezcla da lugar a una pasta moldeable con propiedades adherentes,que en pocas horas fragua y se endurece transformándose en unmaterial de consistencia pétrea.

• El cemento está formado de silicato cálcico hidratado (S-C-H), estecompuesto es el principal responsable de sus características adhesivas yresistentes.

Composición química y características

Composición química y características

• Resiste muy bien los esfuerzos de compresión, pero no tiene buen comportamiento frente a otros tipos de esfuerzos (tracción, flexión, cortante, etc.)

• Por este motivo es habitual asociarlo al acero usando el nombre de hormigón armado

• Es un material cuyo empleo eshabitual en obras de arquitectura e ingeniería, como puentes, edificios, puertos, túneles, etc.... Es imprescindible en la cimentación de todas las edificaciones.

Los antiguos romanos utilizaron tierras o cenizas volcánicas, además de cal como aglomerantes, lo que ya se puede considerar como el primer cemento puzolánico (obtenido en Pozzuoli, cerca del Vesubio).

Destacan ...

Arcos del Coliseo romano

Los nervios de la bóveda de la Basílica de Majencio

Las bóvedas de las Termas de Caracalla

La cúpula del Panteón de Agripa

Composición química y características

• Acero es una aleación de hierro con una cantidad de carbono variable entre el 0,03% y el 1,76%.

• Si la aleación posee una concentración

de carbono mayor al 2,0% se producen

fundiciones que, en oposición al acero,

son mucho más frágiles y no es posible

forjarlas sino que deben ser moldeadas.

• No confundir hierro con acero.

La diferencia entre el hierro y el acero

está en el porcentaje del carbono.

Composición química y características

• Alta resistencia mecánica al someterlos a esfuerzos de tracción y compresión.

• La elasticidad de los aceros es muy alta, en un ensayo de tracción del acero al estirarse antes de llegar a su límite elástico vuelve a su condición original.

• Es un material que se puede unir por medio de soldadura, gracias a esto se pueden componer una serie de estructuras con piezas rectas.

• Los aceros son dúctiles, tienen una alta capacidad

para trabajarlos, doblarlos y torcerlos.

• Se pueden cortar y perforar a pesar de que

es muy resistente y aun así siguen

manteniendo su eficacia.

Características del velcro

• Es una marca registrada en el año 1951 que ha pasado a denominar un sistema de apertura y cierre rápido.

• El sistema de cierre consiste en dos cintas de tela que deben fijarse en las superficies a unir mediante cosido o pegado.

• Una de las cintas posee unas pequeñas púas flexibles que acaban en forma de gancho y que por simple presión se enganchan a la otra cinta cubierta de fibras enmarañadas que forman bucles y que permiten el agarre.

Cómo surgió la idea

• En 1941, después de un paseo por el campo con su perro, el ingeniero suizo George de Mestral descubrió lo complicado que resultaba desenganchar de sus pantalones y del pelo de su perro los frutos de algunos cardos Arctium lappa, conocidas como arrancamoños.

• Tras comprobar la existencia de un gancho en el final de sus púas o espinas se puso manos a la obra e inventó un sistema de cierre con dos cintas: el velcro.

Velours(terciopelo)

Crochet (ganchillo)

velcro

Características químicas

• Esta formado por átomos de

carbono y enlaces covalentes.

• Los átomos están dispuestos de manera regular hexagonal (como panal de abejas).

Principales propiedades físicas

• Muy flexible • Transparente • Autoenfriamiento• Conductividad térmica y eléctrica • Muy elástico• 200 veces mas duro que el acero• Soporte de radiación ionizante • Muy ligero• Se calienta menos al conducir los electrones • Se autorepara (cuando se quiebra su

estructura, éste atrae átomos de carbono para reparar los huecos)

Características químicas y propiedades físicas

Fue creado por Samuel Stephens Kistler en 1931

Sustancia coloidal similar al gel.

Densidad muy baja y altamente poroso.

Puede tener hasta 99,8% de aire.

Tiene una superficie especifica muy grande.

Transparente.

Es un aislante térmico.

Soporta 1000 veces su peso

Índice de refracción muy similar al aire.

Materiales con memoria de forma

• Primer tipo de materiales considerados inteligentes.

• Efecto memoria de forma.

• Al recuperar la forma tiene capacidad de realizar un trabajo muy elevado.

• Se utiliza en implantología, válvulas, etc.

Silicona

- Material muy versátil en colores y grados de dureza y elasticidad. - Se puede espumar. - Es un material ergonómico - Se utiliza en la ortopedia, prótesis de mama

Cerámica

- Material madre, primer material creado por el hombre. - Puede ser aislante pero también puede ser conductor. - Puede ser magnético.- Se crea la cerámica técnica, de alta tenacidad y alta resistencia al

impacto. - Se utilizan en prótesis con las alúminas, en motores de

propulsión, ya que aguantan altas temperaturas.

• Considerados materiales inteligentes.

• A partir de un estimulo externo, tienen la capacidad de cambiar algunas de sus propiedades.

• Se utilizan en amortiguadores de coches de competición, amortiguadores para evitar vibraciones sísmicas en puentes y rascacielos también se podría utilizar en los sistemas nerviosos de futuros robots.

Materiales magnetorreológicosy ferrofluidos

Conceptos

• “Nano”: este prefijo hace referencia a la milmillonésima parte de un metro (o de cualquier otra unidad de medida).

Cinco átomos puestos en línea suman un nanómetro.

• La Nanotecnología es por lo tanto la ciencia que estudia todos los materiales, dispositivos, instrumental, etc., que entren en esa escala, desde 5 a 50 ó 100 átomos.

• Los Nanomateriales son materiales cuyos principales constituyentes tienen una dimensión de entre 1 y 100 mil millonésimas partes de un metro, según la definición adoptada por la UE.

Los nanotubos:

Red metálica enrollada en minúsculos tubos, de 10 átomo de diámetro.

Tienen 100 veces la resistencia del acero, pero sólo 1/6 de su peso.

Son 40 veces más fuertes que las fibras de grafito.

Conducen la electricidad mejor que el cobre.

Pueden ser conductores o semiconductores (como los microprocesadores del ordenador), dependiendo de la colocación de los átomos.

Son excelentes conductores de calor.

Posibles aplicaciones a la exploración espacial

Posibles aplicaciones a la medicina

• Los nanosistemas de liberación de fármacos actúan como transportadores de fármacos a través del organismo.

• Moléculas artificiales conocidas como dendrímeros, que pueden diseñarse a escala nanométrica. Pueden transportar moléculas de distinta naturaleza.

• Se han desarrollado nanopartículas que permiten administrar, en forma de simples gotas nasales, algunas vacunas.

Posibles aplicaciones a la medicina

• Uso de nanopartícuas como vehículos para administrar insulina, o crear un dispositivo que se inyecte dentro del cuerpo y fabrique insulina.

• Biochips que permiten detección precoz del cáncer examinando las proteínas.

• Nanohilos de silicio que permiten detectar los virus incluso antes de que actúe el sistema inmunológico.

• Células artificiales que se desplacen por el torrente sanguíneo: Respirocitos

Nanomáquinas y combustible necesario

• Las nanomáquinas son máquinas de un ínfimo tamaño, que requieren el uso de un microscopio para poder observarlas.

• Cada célula está provista de un mecanismo capaz de producir el combustible necesario. Este combustible se llama adenosín trifosfato(ATP), un nucleótido fundamental en la obtención de energía celular.