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La civilización se ha ido modernizando en paralelo al descubrimiento de ciertos materiales, la piedra, el cobre, el bronce, el hierro, etc. Todas marcaron distintas eras, actualmente estamos viviendo el incio de la era molecular, la era de los nanomateriales. La importancia de los materiales está registrada en diferentes capítulos de la historia, así Tutankamon pidió ser enterrado con gemas de vidrios coloreados en su sarcófago de piedra o Agamenón con su espada de bronce y máscara de oro, cada uno representando la alta tecnología de su tiempo.

Conociendo los materiales, conociendo nuestra sociedad

Cierra los ojos, analiza todo lo que te rodea, todo lo que usas, todo lo que marca tu día a día ¿Sabrías encontrar algo que sea común a lo que estas imaginando? La respuesta es LOS MATERIALES, si los materiales, porqué hay una cosa indudable, todo está hecho de algún tipo de material  y, por lo tanto, los materiales son claves en nuestra sociedad, en nuestro día a día. Sigamos con el ejercicio de imaginación e imaginemos por un momento que desapareciera el cemento, el vidrio, los textiles, el metal …, materiales que nos hace más humanos ¿Qué nos quedaría? Más bien poco, nos quedaríamos sin nuestra ropa, sin nuestros hogares, sin nuestras ciudades y estos se hacen muy evidentes cuando vemos alguna zona arrasada por desastre. Así, el mundo material no es sólo una muestra de nuestra tecnología y cultura, es parte de nosotros, lo inventamos, lo creamos y nos hace ser tal y como somos. Sin duda alguna, si conocemos los materiales, conocemos el mundo que nos rodea

Las edades del hombre/Las edades de los materiales

El papel central de los materiales la evolución de la civilización está atestiguado por la identificación tradicional de las épocas evolutivas con el material que acompaña a la presencia del hombre: la Edad de Piedra, la Edad del Cobre, la Edad del Bronce y la Edad del Hierro, representan la evolución de los materiales desde las épocas ancestrales hasta los albores del siglo XX. Las edades de la civilización reciben el nombre de los materiales precisamente porque transformaron y moldearon la sociedad.

En la Edad de Piedra, la gente usaba sólo materiales naturales, como piedra, arcilla, pieles y madera. De aquí pasamos a la edad de cobre, permitiendo un salto evolutivo, que se agrandó con el descubrimiento de las aleaciones a partir de la aleación más famosa y mediática del cobre, el bronce que permitía la mejora de las propiedades mecánicas, y por tanto, de los usos y propiedades del cobre.

El siguiente paso nos llevo al hierro, y a uno de los materiales más importantes de la humanidad, el acero, una aleación de hierro y carbono como elementos principales y que permitió, entre otras cosas, adquirir ventajas técnicas claves en muchas conquistas y que posteriormente, acompañado con un proceso de construcción barato permitió la construcción de la moderna infraestructura del mundo industrial, la comunicación (ferrocarril) u otras metas hasta entonces sólo presentes en  el imaginario popular, como por ejemplo puentes suspendidos  o motores a vapor

Aunque sólo los desarrollos más recientes en química permitieron el comienzo de una nueva era basada en materiales diseñados por el hombre, durante la revolución industrial (XVII-XIX siglos) nuevos instrumentos y equipos se hicieron disponibles, aumentando así el número, la eficiencia y la variedad de las acciones del hombre sobre los materiales.

Edad contemporánea, el dominio del silicio y los polímeros: El desarrollo de la Ciencia de los Materiales

El desarrollo de la ciencia de materiales se aceleró a finales del  siglo XIX gracias a notables que contribuyeron a su desarrollo, como por ejemplo, el descubrimiento de los rayos X y su aplicación, el descubrimiento de la tabla periódica de los elementos y el conocimiento de la estructura cristalina de los materiales

La idea central detrás de la ciencia de los materiales es que los cambios a escalas invisiblemente pequeñas se manifiestan como cambios en el comportamiento de un material a escala humana. Esto lo comprobaron, que no entendieron, nuestros antepasados cuando hacían bronce y acero, a pesar de que no tenían los microscopios adecuados para ver lo que estaban haciendo – un logro increíble. Cuando se golpea un pedazo de metal, apenas se está cambiando su forma, lo que realmente se está cambiando es la estructura interna del metal. Nuestros antepasados ​​sabían esto por experiencia pero no sabían el porqué.

El siglo XX es el de la era del silicio, nacido gracias a la ciencia de los materiales y que conllevó la revolución de la información.

El dominio e importancia del silicio comienza con el… germanio cuando en 1947 Bardeen, Brattain y Shockley descubren el efecto transistor con este elemento. Esto permitió iniciar la carrera para desarrollar transistores prácticos e incorporarlos en circuitos electrónicos.

Había que encontrar una alternativa al germanio porqué tenía dos importantes hándicaps, en primer lugar es un semiconductor con un bajo gap  (la distancia de las bandas de energía entre los electrones que están unidos a los átomos de Ge y los que están libres para viajar a través del cristal y transportar corriente eléctrica) de sólo 0.7 electronvoltios (ev) y esto limitaba su uso como transistor. Además, la superficie del germanio era químicamente activa y requería cajas herméticas de metal, cerámica o vidrio para un funcionamiento estable, lo que aumentaba significativamente el coste de los dispositivos.

Es aquí donde el silicio adquiere protagonismo, se encuentra en la misma columna que el Ge en la tabla periódica (Grupo IV), tiene la misma estructura cristalina, es semiconductor pero con un intervalo de energía superior, 1,1 ev. Dado que la dependencia de la temperatura de las propiedades eléctricas de los semiconductores es una función exponencial del intervalo de energía, los transistores de silicio podrían operar a temperaturas y potencia significativamente mayores que el germanio. el silicio también venía acompañado de problemas, es químicamente más reactivo generando dióxido de silicio nativo en su superficie, funde a una temperatura mucho más alta y es más  difícil de purificar. el dióxido de silicio superficial dificulta obtener buenos contactos eléctricos, pero años más tarde se descubrió que su presencia era muy útil en la fabricación y estabilidad de dispositivos de silicio, especialmente circuitos integrados.

Sin olvidarnos que la combinación de vidrio y acero permitió realizar los rascacielos y una nueva forma de vida en las ciudades o el descubrimiento de los plásticos presentes en prácticamente todas partes.

El siglo XX también trajo también el desarrollo de aleaciones de aluminio y superaleaciones de níquel que nos permitió volar a bajo precio y crear un mundo globalizado. Las cerámicas médicas y dentales nos han permitido reconstruirnos y redefinir la discapacidad y el envejecimiento, y crear la “cirugía plástica”. Los materiales son a menudo la clave de nuevos tratamientos para reparar nuestras facultades o mejorar nuestras características.

El siglo XXI: La edad molecular

Por último, el siglo XXI anuncia la llegada y el dominio de la era molecular, sobretodo representadqa por la nanotecnología y los nanomateriales, tecnologías que datan de finales del siglo pasado pero que a nivel comercial están llegando en el siglo XXI. La presencia de nanomateriales provenientes de materiales conocidos como la nanoplata, el nanooro, etc y la presencia de nuevos materiales llamados a ser disruptivos, como por ejemplo los nanotubos de carbono y sobretodo el grafeno, avanzan una época excitante para el mundo de los materiales y como no, para nuestra sociedad.

De esto hemos ido hablando y seguiremos hablando en nuestro blog

Esta entrada es un breve “tastet” de la importancia de los materiales en la historia de la humanidad, podríamos hablar en profundidad y daría para un libro…quizás me pongo…la vida te da sorpresas, sorpresas te da la vida!!!!