Este documento describe los avances en nuevos materiales para ingeniería mecánica, incluyendo fibras de carbono, grafito y grafeno. Las fibras de carbono son muy livianas pero resistentes, y se usan para crear materiales compuestos. El grafito es una forma de carbono que se usa como lubricante y en baterías, mientras que el grafeno es un material bidimensional con excelentes propiedades eléctricas y potencial para electrónica de alta velocidad.

1. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica
INGENIERÍA MECÁNICA
Empleo de las NTIC´S
Docente: Ing. Ibeth Manzano
Nombre: Leticia Mayorga

2. AVANCES DE
MATERIALES
DENTRO DE
LA
INGENIERÍA
MECÁNICA

3. Esta época está caracterizada por el
descubrimiento de nuevos materiales que
nos está ofreciendo posibilidades
tecnológicas solo soñadas en la ciencia
ficción. La nanotecnología empieza a ser
posible por el desarrollo de estos
materiales, pues al lograr la miniaturización
solo es posible cuando se encuentran
propiedades muy especiales de ciertos
elementos que permiten que se pueda
manipular casi al nivel del átomo, uno de
los elementos que ha hecho posible esta
nueva generación de materiales es el
Carbono

4. Fibras de carbono
Grafito
Grafeno

5.  Las fibras de carbono son
muy pequeñas y sumergidas
en un polímetro de soporte
resultan un material muy
liviano y sumamente
resistente. Si uno lo observa a
través de un microscopio,
una fibra de carbono (cuyo
diámetro es la centésima
parte de un milímetro) es
muchísimo más fino que un
cabello humano.

6.  Se combina un tejido de hilos de carbono
(refuerzo), el cual aporta flexibilidad y
resistencia, con una resina termoestable
(matriz), comúnmente de tipo epoxi, que
se solidifica gracias a un agente
endurecedor y actúa uniendo las fibras,
protegiéndolas y transfiriendo la carga
por todo el material; por su parte el
agente de curado ayuda a convertir la
resina en un plástico duro.

8.  El grafito es una de las formas
alotrópicas en las que se puede
presentar el carbono junto al
diamante, los fulerenos, los
nanotubos y el grafeno. A presión
atmosférica y temperatura ambiente
es más estable el grafito que el
diamante, sin embargo la
descomposición del diamante es tan
extremadamente lenta que sólo es
apreciable a escala geológica.

9. Propiedades
 Es de color negro con brillo metálico,
refractario y se exfolia con facilidad. En la
dirección perpendicular a las capas presenta
una conductividad de la electricidad baja y
que aumenta con la temperatura,
comportándose pues como un semiconductor.
A lo largo de las capas la conductividad es
mayor y aumenta proporcionalmente a la
temperatura, comportándose como un
conductor semimetálico.

10. Aplicaciones derivadas del
grafito
 Se utiliza para hacer la mina de los lápices. El
grafito se emplea en ladrillos, crisoles, etc. Al
deslizarse las capas fácilmente en el grafito,
resulta ser un buen lubricante sólido. Se utiliza
en la fabricación de diversas piezas en
ingeniería, como pistones, juntas, arandelas,
rodamientos, etc.

11.  Este material es conductor de la electricidad
y se usa para fabricar electrodos. También
tiene otras aplicaciones eléctricas, como los
carbones de un motor, que entran en
contacto con el colector. Se emplea en
reactores nucleares, como moderadores y
reflectores.

12.  El grafeno es un nuevo material
nanométrico bidimensional,
obtenido a partir del grafito en
2004 por los científicos Andre
Geim y Konstantin
Novoselov,, es una hojuela
cuasiplana con pequeñas
ondulaciones, dando la
apariencia de un panal de
abejas, con un grosor de un
átomo de carbono (0,1nm)

13.  Una característica que se explota en el
grafeno es que los electrones pueden
viajar con mucha libertad a lo largo de
todo el enrejado, a semejanza de lo que
ocurre con los metales, convirtiéndolo en
un excelente conductor eléctrico y
además desde el punto de vista químico
todo el enrejado se comporta como una
única molécula, una macro-molécula o
super-molécula como la describen.

14.  Hoy día tienen importantes aplicaciones en
electrónica como en la construcción de
transistores de grandes frecuencias que
permitirían aumentar la velocidad de los
procesadores. Los principales desafíos
consisten en el poder crear una capa de
grafeno en una superficie adecuada y evitar
el sobrecalentamiento de los transistores.

15. FUENTES DE INFORMACIÓN:
 https://myprofetecnologia.wordpress.co
m/2013/02/10/los-nuevos-materiales/
 http://upct.es/contenido/doctorado/docto
rado0507/prog_14/2.1.14.5.2.13.pdf