Petroleo

5. MATERIALES INTELIGENTES 5.1. Historia de los materiales inteligentes Se denominan materiales inteligentes (smart materials) a todos aquellos materiales cuyas propiedades pueden ser controladas y cambiadas a petición. La revolución científica, iniciada en el siglo XVIII separó las creencias religiosas de los razonamiento científicos, lo que permite avanzar a la ciencia avanzar sin necesitar unaexplicación divina. La revolución industrial fue el otro factor histórico que impulsó la creación de materiales producidos en serie y en consecuencia la creación de nuevas tecnologías para ello. El tercer factor fue el desarrollo de nuevas tecnologías para el arte de la guerra. El desarrollo de materiales inteligentes se debe principalmente al desarrollo de tecnologías que permiten cada vez másentender el mundo subatómico y como manipularlo. Al mismo tiempo, algunos materiales inteligentes permiten el desarrollo de nuevas tecnologías, por lo que existe una realimentación constante. Una de las formas de medir en escala de tiempo el desarrollo de estos materiales es observar cuanto ha avanzado el hombre en la observación del mundo subatómico. Los primeros intentos se hicieron en el sigloXVII, donde diversos estudiosos inventaron los primeros microscopios a partir de juego de lentes. Sin embargo, fue hasta mediados de ese siglo cuando el holandés Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723), perfeccionó el microscopio usando lentes pequeñas, potentes, de calidad, y su artefacto era de menor tamaño. Alrededor del 1676 logró observar la cantidad de microorganismos que contenía el aguaestancada. También descubrió los espermatozoides del semen humano; y más adelante, en 1683, las bacterias. Durante las siguientes décadas los microscopios fueron creciendo en precisión y complejidad y fueron la base de numerosos adelantos científicos. El microscopio trabaja con una fuente de luz y una serie de lentes que permiten aumentar y enfocar la imagen (Figura 1.5.).

Figura 1.5. Diagrama de unmicroscopio óptico

Fue hasta el siglo XX cuando se dio un gran salto cognoscitivo con el microscopio electrónico, que sustituyó la luz por electrones; y las lentes por campos magnéticos. De estos, se desarrollaron dos tipos: de transmisión de electrones, con el mismo principio de los ópticos, y de berrido de electrones, en donde la muestra es escaneada por un haz de electrones y la informaciónresultante es captada por distintos tipos de detectores (Figura 2.5.). Actualmente, el microscopio de barrido tiene resoluciones máximas de 200nm, mientras que en el de transmisión se pueden observar escalas a los 100nm.

Figura 2.5. Diagramas de Microscopio electrónico de barrido y de transmisión. El primero funciona con el mismo principio que el de luz, pero usando un haz de electrones. Elsegundo hace un escaneo que dicho haz y los electrones reflejados brindan información para la obtención de la imagen. Otro de los equipos que actualmente son de gran ayuda en el estudio de nuevos materiales es el Microscopio de fuerza atómica. Este es un instrumento mecano-óptico capaz de detectar fuerzas del orden de los nanómetros. Al analizar una muestra, se registra continuamente la altura sobrela superficie de una sonda o punta cristalina de forma piramidal. La sonda va acoplada a un listón microscópico, muy sensible al efecto delas fuerzas, de sólo unos 200 µm de longitud (Figura 3.5.).

Figura 3.5. Diagrama de un equipo de fuerza atómica. La punta en cantiliver es movida a través de de un laser. El movimiento se registra y se puede obtener información de la superficie da lasmuestras con una precisión del orden de nanómetros (10-9m).

Los materiales inteligentes están relacionados con la nanociencia y la nanotecnología que permiten la modificación de estos materiales desde el punto de vista estructural para poder controlar las propiedades específicas. 5.2. Características principales Las nuevas tecnologías de fabricación han conseguido un abaratamiento de los materiales...