Materiales inteligentes

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C1 INFORMACIÓN
MATERIALES INTELIGENTES
Los materiales inteligentes son materiales nuevos clasificados por su capacidad de responder ante estímulos externos. Son materiales que pueden ser diseñados para actuar con cierto efecto conocido pero de forma controlada. Algunos de los aspectos que hacen a un material inteligente son:
* Compatibilidad con el medio ambiente
* Generan bajo consumode energía
* Mejoran la calidad
* Prolongan la vida útil del producto
Ejemplos:
* Metales piezoeléctricos: Cambian su forma o se deforman ante un impulso eléctrico, ante la presión de deformación, producen un impulso eléctrico.
* [[Polímeros] piezoeléctricos: Cambian su forma o se deforman ante un impulso eléctrico, ante la presión de deformación, producen un impulsoeléctrico.
* Metales con efecto de memoria: Tienen la capacidad de cambiar su forma o deformarse de forma controlada al alcanzar cierta temperatura.
* Polímeros con efecto memoria: Tienen la capacidad de cambiar su forma o deformarse de forma controlada al alcanzar cierta temperatura.
* La piezoelectricidad (del griego piezein, "estrujar o apretar") es un fenómeno presentado por determinadoscristales que al ser sometidos a tensiones mecánicas adquieren una polarización eléctrica en su masa, apareciendo una diferencia de potencial y cargas eléctricas en su superficie. Este fenómeno también se presenta a la inversa, esto es, se deforman bajo la acción de fuerzas internas al ser sometidos a un campo eléctrico. El efecto piezoeléctrico es normalmente reversible: al dejar de someter loscristales a un voltaje exterior o campo eléctrico, recuperan su forma.
* Los materiales piezoeléctricos son cristales naturales o sintéticos que no poseen centro de simetría. El efecto de una compresión o de un cizallamiento consiste en disociar los centros de gravedad de las cargas positivas y de las cargas negativas. Aparecen de este modo dipolos elementales en la masa y, por influencia,cargas de signo opuesto en las superficies enfrentadas.
* Pueden distinguirse dos grupos de materiales: los que poseen carácter piezoeléctrico de forma natural (cuarzo, turmalina) y los llamados ferro eléctricos, que presentan propiedades piezoeléctricas tras ser sometidos a una polarización (tantalio de litio, nitrato de litio, bernilita en forma de materiales monocristalinos y cerámicas opolímeros polares bajo forma de microcristales orientados).
* Generalidades
* El efecto unidireccional de memoria fue observado por primera vez por Chand y Read en 1951 en una aleación de Oro-Cadmio, y en 1963 Buehler et al. describieron este efecto para nitinol, que es una aleación equiatómica de Níquel-Titanio.
* Este efecto en metales y cerámicas está basado en un cambio en la estructuracristalina, llamado transición martensítica de fases. La desventaja de estos materiales es que es una mezcla equitaómica y desviaciones de 1% en la composición modifican la temperatura de transición aproximadamente en 100 K.
* Algunos metales y cerámicas presentan el efecto bidireccionalmente, lo que quiere decir que a cierta temperatura se tiene una forma y ésta puede cambiarse al cambiar latemperatura, mas si la primera temperatura es recuperada, también la primera forma se recupera. Esto se logra entrenando el material para cada forma en cada temperatura.
* Los metales y cerámicas con efecto bidireccional térmicamente inducido de memoria han tenido gran aplicación en implantes médicos, sensores, transductores, etc. Muchos presentan sin embargo un riesgo debido a su altatoxicidad.
Historia
* Las aleaciones con memoria de forma (SMA) han cobrado gran interés comercial en los últimos años debido al amplio rango de funciones que pueden cumplir en el área de la medicina, la odontología y las aplicaciones electrónicas. Dentro del grupo de aleaciones que presenta el fenómeno de memoria de forma se destacan las que son aleaciones de Níquel y Titanio. El efecto de...
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