El documento resume las características y tipos de diferentes materiales, incluyendo metales, polímeros, compuestos y cerámicas. Describe propiedades mecánicas, eléctricas, químicas y térmicas de los materiales. También cubre temas como contaminación, nuevos materiales como nanomateriales e inteligentes, y tipos específicos como metales, aleaciones y polímeros.

1. Los Materiales

2. Índice Características materiales Contaminación Nuevos materiales Tipos: -metales -polímeros -composites -cerámicas -superconductores -bibliografía

3. Características Mecánicas : Tenacidad: Es la propiedad que tienen ciertos materiales de soportar, sin deformarse ni romperse, los esfuerzos bruscos que se les apliquen. - Elasticidad: Consiste en la capacidad de algunos materiales para recobrar su forma y dimensiones primitivas cuando cesa el esfuerzo que había determinado su deformación. - Dureza: Es la resistencia que un material opone a la penetración. - Fragilidad: Un material es frágil cuando se rompe fácilmente por la acción de un choque. -Plasticidad: Aptitud de algunos materiales sólidos de adquirir deformaciones permanentes, bajo la acción de una presión o fuerza exterior, sin que se produzca rotura. - Ductilidad: Considerada una variante de la plasticidad, es la propiedad que poseen ciertos metales para poder estirarse en forma de hilos finos. - Maleabilidad: Otra variante de la plasticidad, consiste en la posibilidad de transformar algunos metales en láminas delgadas.

4. - Conductores: Son aquellos con gran número de electrones en la Banda de Conducción, es decir, con gran facilidad para conducir la electricidad (gran conductividad). Todos los metales son conductores, unos mejores que otros. - Semiconductores: Son materiales poco conductores, pero sus electrones pueden saltar fácilmente de la Banda de Valencia a la de Conducción, si se les comunica energía exterior. Algunos ejemplos son: el Silicio, el Germanio, el Arseniuro de Galio; principalmente cerámicos. - Aislantes o dieléctricos: Son aquellos cuyos electrones están fuertemente ligados al núcleo y por tanto, son incapaces de desplazarse por el interior y, consecuentemente, conducir. Buenos aislantes son por ejemplo: la mica, la porcelana, el poliéster; en lo que integran una gran cantidad de materiales cerámicos y materiales polímeros. Eléctricas

5. Químicas -Oxidación: Consiste en la cesión de electrones. -Corrosión: Cuando la oxidación de un material concreto se produce en un ambiente húmedo o en presencia de otras sustancias agresivas, se denomina corrosión. Térmicas : -Dilatación térmica: La mayoría de los materiales aumentan de tamaño (se dilatan) al aumentar su temperatura, siempre que no se produzcan cambios de fase. El origen de la dilatación térmica reside en que al amentar la temperatura aumentan las vibraciones de las partículas del material, lo que da origen a una mayor separación entre ellas. -Conductividad térmica: capacidad de un material para transferir calor. Ópticas : -Opacos: no dejan pasar la luz. -Transparentes: dejan pasar la luz. -Traslúcidos: dejan pasar parte de la luz.

6. Contaminación Vertidos de petróleo: Marea Negra Las mareas negras son masas oleosas que se crean cuando se derrama petróleo o un derivado de éste en el mar. Estas mareas causan los mayores daños cuando alcanzan las costas y los organismos más perjudicados son las algas y los invertebrados ( moluscos, cefalópodos, esponjas…). Debidos a la falta de luz que las mareas negras provocan mueren diversidad de especies animales y vegetales. A estos daños ecológicos también se les suman los económicos que sufren el sector marítimo y el turístico.

7. La primera gran marea negra tuvo lugar en 1967 y fue producida por el buque Torrey Canyon el cual derramó 120.000 toneladas de crudo. Este superpetrolero choco contra las arrecifes de Seven Stone situado en el archipiélago de las Scilly (Inglaterra) su tan grande el choque que rasgo seis de sus tanques además de dejar muchos otros dañados. En pocos días debido a la corriente marina el crudo( petróleo sin procesar) alcanzo parte de Gran Bretaña y muchos otros lugares. Tal mancha de crudo abarcaba 70 kilómetros de largo y 40 de ancho. Como era imposible eliminar todo el crudo vertido por el buque las autoridades decidieron bombardear el petrolero y todo el vertido derramado por éste. Finalmente el 21 de Abril de 1967 el buque Canyon desapareció pero sus gravísimas consecuencias perduraron durante mucho tiempo.

8. El caso más reciente de catástrofe petrolífera ocurrió el 22 de Abril de 2010 en el Golfo de México. El derrame de petróleo ya ha alcanzado más de 1.550 km2 y continúa avanzando hacia la zona del este y va desde las costas de Luisiana hasta las costas de Alabama y de Missisipi.

9. Efectos de la contaminación de las Mareas Negras: Los efectos del petróleo sobre los ecosistemas marinos dependen de factores como: tipo de petróleo (crudo o refinado), cantidad, distancia del sitio contaminado con la playa, época del año, condiciones atmosféricas, temperatura media del agua y corrientes oceánicas. Los hidrocarburos forman con el agua una capa impermeable que obstaculiza el paso de la luz solar que utiliza el fitoplancton para realizar el proceso de la fotosíntesis, interfiere el intercambio gaseoso, cubren la piel y las branquias de los animales acuáticos provocándoles la muerte por asfixia. El petróleo derramado en el mar se evapora o es degradado en un proceso muy lento por bacterias.

10. Extracción de materia prima

11. Protocolo de Montreal Es un tratado internacional diseñado para proteger la capa de ozono reduciendo la producción y el consumo de sustancias responsables del agotamiento de la capa de ozono. El acuerdo fue negociado en 1987 pero hasta 1989, concretamente el 1 de Enero, no entró en vigor. En Mayo de 1989 se celebró la primera reunión en Helsinki y desde ese momento el documento ha sido revisado en 1990 (Londres), en 1991 (Nairobi), en 1992 (Copenhague), en 1993 ( Bangkok), en 1995 (Viena), en 1997 (Montreal) y en 1999 (Beijing). Si todos los países cumplen con dicho tratado la capa de ozono puede estar restaurada para el año 2050. El tratado se estructura en torno a varios grupos de hidrocarburos halogenados que se han demostrado para desempeñar un papel en el agotamiento del ozono. Todas estas sustancias que agotan el ozono contienen cloro o bromo (las sustancias que contienen flúor sólo no dañan la capa de ozono) .

12. Nuevos materiales Nanomateriales : Son materiales que están construidos átomo a átomo y poseen propiedades morfológicas muy pequeñas. Presentan una superficie muy elevada respecto a su tamaño y tienen la capacidad de modificar sus propiedades fundamentales. La ciencia que estudia las propiedades de estos materiales se denomina nanotecnología ( síntesis y aplicación de las ideas de la ciencia y la ingeniería hacia la comprensión y producción de nuevos materiales y dispositivos). .

13. Los nanomateriales se dividen en nanoparticulas, nanotubos y nanocompuestos : Nanocompuestos :Se trata de materiales creados introduciendo, en bajo porcentaje, nanopartículas en un material base llamado matriz . Con el resultado se obtiene materiales con propiedades distintas a las de los materiales constituyentes. Nanopartículas . Se trata de partículas muy pequeñas con cuando menos una dimensión menor a los 100 nm. Nanotubos: son estructuras tubulares con diámetro nanométrico. Los nanotubos y las nanofibras de carbono se utilizan ya en múltiples aplicaciones desde la biomedicina hasta los sensores, los almacenes de circuitos en electrónica, los materiales poliméricos conductores, la automoción, los depósitos de combustible...

14. Inteligentes: son capaces de responder a los estímulos del entorno, externos. Pueden ser diseñados para actuar con cierto efecto. Algunos de los aspectos que hacen a un material inteligente son: -compatibilidad con el medio ambiente. -generan bajo consumo de energía. - mejoran la calidad. -prolongan la vida útil del producto. Los materiales inteligentes tienen la capacidad de cambiar su color, forma, o propiedades electrónicas en respuesta a cambios o alteraciones del medio o pruebas (luz, sonido, temperatura, voltaje). Estos materiales podrían tener atributos muy potentes como la autoreparación.

15. aplicaciones Una de las aplicaciones de estos nuevos materiales inteligentes es la referida a las estructuras de las edificaciones, de tal manera que actúan como los materiales convencionales y activan mecanismos de autoprotección y de refuerzo en los edificios cuando detectan las vibraciones de un terremoto. Tambien existen otras aplicaciones como los tejidos de fibra con memoria que son capaces de proceder a un autoplanchado tras pasarles por encima un secador de pelo; unos neumáticos para terreno seco que se convierten en antideslizantes cuando cambia el escenario a un suelo de hielo, o distintos tipos de suspensión en los automóviles que se adaptan a la velocidad y al terreno.

16. Biomiméticos : son materiales compatibles con los tejidos del cuerpo humano. Estos materiales buscan replicar o "mimetizar" los procesos y materiales biológicos, tanto orgánicos como inorgánicos. Conocer mejor los procesos utilizados por los organismos vivos para sintetizar minerales y materiales compuestos.

17. aplicaciones Persiguen la creación de nuevos materiales que puedan dar lugar al desarrollo, por ejemplo, de tejidos y órganos artificiales biocompatibles, células madre, contenedores de tamaño molecular e inteligentes para la dosificación controlada de fármacos, proteínas bioactivas y genes, chips de ADN, dispositivos de bombeo, válvulas altamente miniaturizadas…

18. Tipos

19. Metales Características: -Conductores de la electricidad: puesto en contacto con un cuerpo cargado de electricidad transmite ésta a todos los puntos de su supoerficie. -Maleabilidad: capacidad de hacerse láminas al ejercer sobre ellos fuerzas de comprensión. -Ductilidad: propiedad de los metales de moldearse en hilos y alambre al ejercer sobre ellos una fuerza de tracción. - Tenacidad: es la resistencia que presentan a romperse al recibir fuerzas bruscas. - Resistencia mecánica: resistencia a las fuerzas de tracción, flexión, compresión y torsión. - suelen ser opacos o de brillo metálico, tiene alta densidad, tiene un punto de fusión alto, son duros y conductores del calor además de la electricidad.

20. Ejemplos:

21. Aleaciones La aleación es la unión de dos o más metales en mezclas homogéneas. Acero: aleación de hierro y carbono. Alpaca: aleación de zinc, cobre y níquel. Bronce: aleación metálica de cobre y estaño. Constatan: aleación formada generalmente por cobre y niqel. Latón: aleación de cobre y zinc. La primera aleación importante conocida por el hombre fue la de Bronce, la cual da lugar a la “Edad de Bronce” ya que durante mucho tiempo fue la aleación básica para fabricar armas y utensilios.

22. Metales preciosos Se suelen denominar metales preciosos, a aquellos que se encuentran en estado libre en la naturaleza, es decir, no se encuentran combinados con otros elementos formando compuestos. Los principales metales preciosos son el oro, la plata, el platino, el paladio, el oro blanco y el rodio. Oro : es un elemento químico de número atómico 79, es un metal precioso, blando y amarillo. Su símbolo es AU, del latín (aurum, “Brillante amanecer”). Sus principales propiedades es que es maleable y dúctil. Plata: elemento químico de número atómico 47, es un metal precioso, su simbolo es Ag, procedente de Argentum, “ Brillante o Blanco”.es u material dúctil, blanco,brillante y maleable. Platino : elemento químico de número atómico 78, su símbolo es Pt. Se trata de un metal de transición blanco grisáceo, precioso, pesado, maleable y dúctil. Es resistente a la corrosión y se encuentra en distintos minerales, frecuentemente junto con níquel y cobre, también se puede encontrar como metal.

23. Paladio: es un elemento químico de número atómico 46, su simbolo es Pd. Es un metal de transición del grupo de platino, blando, dúctil, maleable y poco abundante. Oro blanco: es una aleación de oro y algún otro metal blanco. Rodio: es un elemento químico de número atómico 45. Su símbolo es Rh. Es un metal de transición, poco abundante, del grupo del platino. Se encuentra normalmente en minas de platino y se emplea como catalizador en algunas aleaciones de platino.

24. Ejemplos de metales Aluminio : es un elemento químico, de símbolo Al y número atómico 13. Se trata de un metal no ferromagnético. Es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre. Litio: es un elemento químico de símbolo Li y número atómico 3 . En su forma pura, es un metal blando, de color blanco plata, que se oxida rápidamente en aire o agua. Es el elemento sólido más ligero y se emplea especialmente en aleaciones conductoras del calor, en baterías eléctricas y, sus sales, en el tratamiento de ciertos tipos de depresión. Hierro : es un elemento químico de número atómico 26. Antiguamente tenia la condición de metal precioso pero con el tiempo la perdió. La torre Eiffel fue la primera estructura construida de hierro.

25. Polímeros Los polímeros son macromoléculas formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros. clasificación: Según su origen: - Polímeros naturales . Existen en la naturaleza muchos polímeros y las biomoléculas que forman los seres vivos son macromoléculas poliméricas. Por ejemplo, las proteínas, los ácidos nucleicos, los polisacáridos (como la celulosa y la quitina), el hule o caucho natural, la lignina, etc. - Polímeros semisintéticos . Se obtienen por transformación de polímeros naturales. Por ejemplo, la nitrocelulosa, el caucho vulcanizado, etc. - Polímeros sintéticos . Muchos polímeros se obtienen industrialmente a partir de los monómeros. Por ejemplo, el nylon, el poliestireno, el cloruro de polivinilo (PVC), el polietileno, etc.

26. Según su mecanismo de polimerización: -Polímeros de condensación . La reacción de polimerización implica a cada paso la formación de una molécula de baja masa molecular, por ejemplo agua. - Polímeros de adición . La polimerización no implica la liberación de ningún compuesto de baja masa molecular.Esta polimerización se genera cuando un "catalizador", inicia la reacción. Este catalizador separa la unión doble carbono en los monómeros, luego aquellos monómeros se unen con otros debido a los electrones libres, y así se van uniendo uno tras uno hasta que la reacción termina. -Polímeros formados por etapas . La cadena de polímero va creciendo gradualmente mientras haya monómeros disponibles, añadiendo un monómero cada vez. Esta categoría incluye todos los polímeros de condensación de Carothers y además algunos otros que no liberan moléculas pequeñas pero sí se forman gradualmente, como por ejemplo los poliuretanos. - Polímeros formados por reacción en cadena . Cada cadena individual de polímero se forma a gran velocidad y luego queda inactiva, a pesar de estar rodeada de monómero.

27. Según su composición química: -Polímeros orgánicos . Posee en la cadena principal átomos de carbono. - Polímeros orgánicos vinílicos. La cadena principal de sus moléculas está formada exclusivamente por átomos de carbono.

28. Según sus aplicaciones: -Elastómeros : Son materiales con muy bajo módulo de elasticidad y alta extensibilidad; es decir, se deforman mucho al someterlos a un esfuerzo pero recuperan su forma inicial al eliminar el esfuerzo. En cada ciclo de extensión y contracción los elastómeros absorben energía, una propiedad denominada resiliencia. - Plásticos: Son aquellos polímeros que, ante un esfuerzo suficientemente intenso, se deforman irreversiblemente, no pudiendo volver a su forma original. Hay que resaltar que el término plástico se aplica a veces incorrectamente para referirse a la totalidad de los polímeros. - Fibras: Presentan alto módulo de elasticidad y baja extensibilidad, lo que permite confeccionar tejidos cuyas dimensiones permanecen estables. - Recubrimientos : Son sustancias, normalmente líquidas, que se adhieren a la superficie de otros materiales para otorgarles alguna propiedad, por ejemplo resistencia a la abrasión. - Adhesivos : Son sustancias que combinan una alta adhesión y una alta cohesión, lo que les permite unir dos o más cuerpos por contacto superficial .

29. Materiales origen animal y vegetal Seda: este es un polímero de origen animal, de mucha importancia económica, se obtiene a partir de un gusano llamado "gusano de seda“. El algodón es un polímero de origen vegetal, usado especialmente en la industria textil, es de gran importancia económica a nivel mundial, en estos últimos tiempo se empleó para otras aplicaciones, como por ejemplo en medicina, y otras áreas. Lana: Este material también es un polímero , paro de origen animal, y se obtiene de la llama y otros como las vicuñas, entre otros.

30. Polímeros transformados La mayor parte de los polímeros que usamos en nuestra vida diaria son materiales sintéticos con propiedades y aplicaciones variadas. Polímeros sintéticos: Son los transformados o “creados” por el hombre. Están aquí todos los plásticos, los más conocidos en la vida cotidiana son el nylon, el poliestireno, el policloruro de vinilo (PVC) y el polietileno. La gran variedad de propiedades físicas y químicas de estos compuestos permite aplicarlos en construcción, embalaje, industria automotriz, aeronáutica, electrónica, agricultura o medicina

31. Polímeros sintéticos. El primer polímero sintético fue de hecho el cuero, un polímero natural modificado, una forma artificialmente reticulada de las proteínas encontradas en las pieles animales. El curtido del cuero fue descubierto hace miles de años, pero esta página trata sobre algunos polímeros sintéticos que aparecieron más adelante. Una forma de clasificar los polimeros es según su respuesta mecanica frente a temperaturas elevadas. En esta clasificacion existen dos subdivisiones: los polimeros termoplásticos y los polimeros termoestables. Los termoplásticos se ablandan al calentarse (a veces funden) y se endurecen al enfriarse (estos procesos son totalmente reversibles y pueden repetirse). Estos materiales normalmente se fabrican con aplicación simultanea de calor y de presion. A nivel molecular, a medida que la temperatura aumenta, la fuerza de los enlaces secundarios se debilita (por que la movilidad molecular aumenta) y esto facilita el movimiento relativo de las cadenas adyacentes al aplicar un esfuerzo . la degradación irreversible produce cuando la temperatura de un termoplástico fundido se eleva hasta el punto que las vibraciones moleculares son tan violentas que pueden romper los enlaces covalentes. Los termoplásticos son relativamente blandos y dúctiles. La mayoria de los polimeros lineales y los que tienen estructuras ramificadas con cadenas flexibles son termoplásticos.

32. Los polimeros termoestables se endurecen al calentarse y no se ablandan al continuar calentando. Al iniciar el tratamiento termico se origina entrecruzamientos covalente entre cadenas moleculares contiguas. Estos enlaces dificultan los movimientos de vibracion y de rotacion de las cadenas a elevadas temperaturas. Generalmente el entrecruzamiento es extenso: del 10 al 50% de las unidades monometricas de las cadenas estan entrecruzadas. Solo el calentamiento a temperaturas excesivamente altas causa rotura de estos enlaces entrecruzados y degradacion del polimero. Los polimeros termoestables generalmente son mas duros, resistentes y msa fragiles que los termoplásticos y tienen mejor estabilidad dimensional. La mayoria de los polímetro entrecruzados y reticulados, como el caucho vulcanizado, los epoxi y las resinas fenolicas y de poliéster, son termoestables. Polímeros elastómeros : son aquellos polímeros que muestran un comportamiento elástico. El término, que proviene de polímero elástico, es a veces intercambiable con el término goma, que es más adecuado para referirse a vulcanizados. Cada uno de los monómeros que se unen entre sí para formar el polímero está normalmente compuesto de carbono, hidrógeno, oxígeno y/o silicio. Los elastómeros son polímeros amorfos que se encuentran sobre su Tg, de ahí esa considerable capacidad de deformación. A temperatura ambiente las gomas son relativamente blandas y deformables. Se usan principalmente para cierres herméticos, adhesivos y partes flexibles. Comenzaron a utilizarse a finales del siglo XIX, dando lugar a aplicaciones hasta entonces imposibles (como los neumáticos de automóvil).

33. Composites Son materiales sintéticos que están mezclados heterogéneamente y que forman un compuesto, como su nombre indica, están compuestos por moléculas de elementos variados. Estos componentes pueden ser de dos tipos: los de cohesión y los de refuerzo. Los componentes de cohesión envuelven y unen los componentes de refuerzo (o simplemente refuerzos) manteniendo la rigidez y la posición de éstos. Los refuerzos confieren unas propiedades físicas al conjunto tal que mejoran las propiedades de cohesión y rigidez.

34. Conponentes: Matriz orgánica : BIS GMA: bisfenol glicidil metacrilato, tiene un alto peso molecular, es muy viscoso por lo que es difícil su manipulación, su estructura química tiene dos enlaces reactivos en ambos extremos de la molécula. UDMA: uretano de metacrilato, fue descubierto por Forter y Walkeu en 1974. Se diferencia del anterior en que tiene mejor viscosidad y rigidez y mayor contracción de polimerización. Monomeros: Son partículas de bajo peso molecular, también llamados controladores de viscosidad. Relleno inorgánico : En toda resina compuesta la parte orgánica dará las propiedades negativas y la parte de relleno inorgánico las propiedades positivas. Los minerales más utilizados en la actualidad para el relleno inorgánico son: cuarzo, zirconita y los silicatos de aluminio. Otros componentes : podemos mencionar Agentes de unión: son los silanos. Iniciadores-activadores: Puede ser por medio de una reacción química usando peróxido de benzoilo y aminas terciarias o por reacción foto-química, por fotopolimerización, usando canforquinona y aminas terciarias.

35. usos Los composites son muy utilizados en la construcción, en la tecnología aeroespacial, en la industria y en el deporte y el ocio.

36. Cerámicas Es el término que se aplica de una forma tan amplia que ha perdido buena parte de su significado. No sólo se aplica a las industrias de silicatos (grupo de minerales de mayor abundancia, pues constituyen mas del 95% de la corteza terrestre) , sino también a artículos y recubrimientos aglutinados por medio del calor, con suficiente temperatura como para dar lugar al sinterizado. Este campo se está ampliando nuevamente incluyendo en él a cementos y esmaltes sobre metal.

37. Ejemplos Hormigón: es el material resultante de la mezcla de cemento (u otro conglomerante) con áridos (grava, gravilla y arena) y agua. La principal característica estructural del hormigón es que resiste muy bien los esfuerzos de compresión, pero no tiene buen comportamiento frente a otros tipos de esfuerzos (tracción, flexión, cortante, etc.), por este motivo es habitual usarlo asociado al acero, recibiendo el nombre de hormigón armado. Cemento: conglomerante hidráulico que, mezclado con agregados pétreos (árido grueso o grava, más árido fino o arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece al reaccionar con el agua, adquiriendo consistencia pétrea. Su uso está muy generalizado en construcción e ingeniería civil, su principal función la de aglutinante.

38. Superconductores Se denomina superconductividad a la capacidad intrínseca que poseen ciertos materiales para conducir corriente eléctrica con resistencia y pérdida de energía nulas en determinadas condiciones.

39. Características La mayoría de las propiedades físicas de los superconductores varían de un material a otro, tales como la capacidad calorífica y la temperatura crítica a la que se destruye la superconductividad. Por otro lado, hay una clase de propiedades que son comunes a todos ellos. Por ejemplo, todos los superconductores tienen exactamente resistividad cero a pequeñas corrientes aplicadas cuando no hay campo magnético. La existencia de estas propiedades implica que la superconductividad es una fase termodinámica, y, por tanto, posee ciertas propiedades distintivas que son independientes de los detalles microscópicos. Hasta ahora no se conoce ningún caso de superconductor cuya temperatura crítica sea superior a los 185K, unos -88°C, a presión ambiente. No obstante no es suficiente con enfriar, también es necesario no exceder una corriente crítica ni un campo magnético crítico para mantener el estado superconductor.

40. Bibliografía www.wikipedia.com www.google.com (imágenes) www.mailxmail.com Libro 1º bachiller Ciencias Diversidad de enciclopedias Más páginas de Internet.