Este documento describe diferentes tipos de materiales inteligentes o multifuncionales que pueden responder a estímulos externos como la luz, electricidad, temperatura y campos magnéticos. Incluye materiales piezoeléctricos, electrocrómicos, fotocrómicos y termocrómicos, así como aleaciones de nitinol y displays de cristal líquido. Estos materiales se usan en una variedad de aplicaciones como sensores, actuadores, pantallas, ortodoncia y control de procesos industriales.
2. 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.
3. Son aquellos que actúan, responden o reaccionan ante cambios
eléctricos o magnéticos. Normalmente se utilizan en sensores y
músculos y mecanismos orgánicos artificiales (desarrollados gracias
a los EAP).
Tipos:
Materiales piezoeléctricos: Convierten la energía mecánica en
energía eléctrica y viceversa. Se aplican como sensores y
actuadores, vibradores, zumbadores, micrófonos, ..etc.
Materiales electro- y magnetoreológicos: Son suspensiones de
partículas micrométricas magnetizables, en fluidos como aceites
hidrocarburos, silicona o agua, que de forma rápida y reversible
aumentan su viscosidad bajo la aplicación de campos magnéticos.
Se aplican en los amortiguadores.
4. Los materiales fotoactivos o fotoluminiscentes son aquellos capaces
de responder de una manera diferenciada a ser expuestos a la luz
(solar o artificial).
Tipos:
Fluorescentes: son aquellos materiales que poseen la propiedad de
emitir luz visible solo mientras son expuestos a radiaciones del tipo
ultravioleta, rayos catódicos o rayos X (no visibles al ojo humano).
Fosforescentes: son aquellos materiales capaces de emitir luz
continuadamente después de haber sido expuestos a luz (natural o
artificial).
Electroluminiscentes: son los materiales que al ser estimulados
mediante electricidad responden produciendo luces de diferentes
colores. Su emisión de luz no conlleva producción de calor.
5. Materiales capaces de responder con un cambio de color ante un
estímulo externo (presión, radiación UV, rayos X, temperatura,etc).
Tipos
Fotocrómicos: son aquellos materiales que solo mientras incide sobre
ellos la luz solar, o luz con elevado componente UV, cambian de forma
reversible su color. Aplicaciones fundamentales: seguridad (tinta
invisible, detección de documentos), publicidad
(carteles, camisetas, zapatos, cordones, bolsos, folletos...) y óptica
(lentes).
Termocrómicos: son materiales que cambian reversiblemente de color
con la temperatura. Permiten seleccionar el color y el rango de
temperaturas, con lo que permiten un rango muy amplio de aplicaciones.
Normalmente son de naturaleza semiconductora. Su aplicaciones
fundamentales es señalización (etiquetado/control temperatura-cadena
frío-), seguridad (tuberías y conducciones, elementos
peligrosos, etc...), artículos del hogar (envases
microondas, sartenes, placas calefactoras, vasos-jarras, ..etc) y
juguetería.
Electrocrómicos: son los materiales que al aplicarles una diferencia de
potencial, cambia su espectro de absorción y, generalmente, su color.
6. Son materiales que una vez han sido deformados son capaces de volver a sus forma
primaria. Se pueden clasificar según el tipo de fuerza aplicada al material: campos
térmicos o magnéticos
Las aleaciones de NITINOL (níquel-titanio), son las más conocidas, y responden ante
campos térmicos. Se utilizan en ortodoncia (alambres
dentales), medicina, robótica, válvulas, en duchas, cafeteras, sistemas de unión y
separación controlados…
En general estos materiales llamados “inteligentes” se solapan y se entremezclan con
otras grandes tecnologías como las nanotecnologías, la microelectrónica y los
biomateriales.
7. Displays (pantallas) de cristal líquido (LCD) presentes en
pantallas planas de ordenador, teléfonos móviles, ..etc.
OLED, en pantallas en base a polímeros multicapa que
emiten luz ante pequeños estímulos eléctricos, permitiendo
diseños más ligeros y flexibles. Ya se comercializan con estas
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.
Uso en ingeniería civil y servicios a la sociedad en general.
Los sensores y actuadores, a su vez, se pueden combinar e
incorporar de modo externo o posterior a la fabricación de un
producto.
8. Hoy en día se aplican en sistemas de monitorización y control activo
en muchos procesos y en algunos productos. Sin embargo la
evolución de estos materiales pueden permitir llegar a ser
incorporados durante el proceso de elaboración del producto, de
modo integrado, combinando diferentes materiales
activos, reduciendo y simplificando los diseños y etapas de
fabricación.
En otros sectores, la presencia de los materiales activos en el
mundo del envase y el embalaje, permiten garantizar la calidad de
los productos y además ayudan a controlar los procesos de
producción y distribución, mediante envases que controlen la
duración del contenido (film de polímeros biocidas) o que lo
defiendan contra la contaminación por microorganismos, etc.
En la industria del automóvil, la electrónica y la sensorización van
adquiriendo, día a día, una importancia mayor. Sistemas de
seguridad y control, que pretenden alcanzar un compromiso entre
comodidad y seguridad.
9. http://www.actimat.es/web/materiales-
inteligentes.asp
http://www.inteligentes.org/index_MI_cuales_son.ht
m
http://www.actimat.es/web/materiales-
inteligentes.asp