1. Alejandro Ruiz, Carla Garnés, Iris Morgan, Laura Chamberlain y Jose Javier Pérez.

2. ÍNDICE
 Cerámicas avanzadas
 Nuevas aleaciones
 Materiales biológicos
 Nanotecnología
 Impactos ambientales

3. ¿Qué son los materiales ceramicos ?
Los materiales cerámicos son sólidos inorgánicos no metálicos
producidos mediante tratamiento térmicos con grandes propiedades
aislantes
Tipos
• Ladrillos y tejas
• Material refractario
• Alfarería
• Vidrio
• Cemento ( hormigón )

4. Usos de los mat.cerámicos
Elaboración de
recipientes
En la construcción
como baldosas,
ladrillos..
Industria eléctrica y
magnética como imanes
para bobinas
Otros: ingredientes de
cosméticos, impresoras,
relojes, aislantes
eléctricos…

5. ¿Qué son los materiales cerámicos avanzados ?
Son materiales no tradicionales formados a partir de procesos químicos
con reactivos de alta pureza o minerales naturales y presentan resistencia a
esfuerzos mecánicos, a altas temperaturas, corrosión…
Muchos de estos empiezan en forma de polvo que se mezcla con un
lubricante para mejorar su composición.Tras la mezcla se prensan para
darles forma y para que se desarrolle su microestructura y las propiedades
requeridas.
Características:
1. Alto grado de dureza
2. Resistencia a altas temperatura
3. Bajo peso
4. Conducción rápida de iones
5. Resistencia a la corrosión
6. Alto punto de fusión
7. Transparencia óptica

6. NITRURO DE SILICIO:
Fórmula molecular Si3N4.
Preparado por una reacción de silicio en polvo con nitrógeno a
altas temperaturas
Se utiliza como herramienta de corte, para piezas de turbinas de
gas, como pieza de motores diesel, rodillo de imprenta,..
ALÚMINA:
Fórmula molecular: Al2O3
Se obtiene de la bauxita
Se utiliza como abrasivo, en prótesis dentales, aislante
eléctrico en las bujías de vehículos de gasolina, aislante
térmico y eléctrico,..

7. CARBURO DE SILCIO o CARBORUNDO
Fórmula molecular: Sic
Se obtiene de arenas o cuarzo de alta fusionados a altas
temperaturas
Utilizado en radiofrecuencias , microondas , diodos ,
transistores,…
ÓXIDO DE URANIO o TORTA AMARILLA
Fórmula molecular: U3O8
Se obtiene de la pulverización del uranio y una vez que este
esta pulverizado se baña en ácido sulfúrico.
Se usa para preparar el combustible de reactores nucleares,
para obtener plutonio,…

8. PROPIEDADES MATERIALES USOS
Aislantes Alúmina, Carburos Sustratos de circuitos de
instalaciones eléctricas
Ópticas Alúmina, Magnesio Lámpara de vapor de sodio , tubos
luminosos
Magnéticas Ferritas, Óxido de bario y
magnesio
Almacenamiento de datos
Biológicas Alúmina,Apatitas Dientes y huesos artificiales
Anticorrosión Alúmina, Circonia Reactores de alta temperatura
Sensor de humedad Óxido de titanio Elementos de control en hornos
microondas

9. DEFINICIÓN DEALEACIÓN.
Una aleación es una combinación, de propiedades metálicas,
que está compuesta de dos o más elementos, de los cuales, al
menos uno es un metal. Las aleaciones están constituidas por
elementos metálicos como Fe (hierro),Al (aluminio), Cu
(cobre), Pb (plomo), ejemplos concretos de una amplia gama
de metales que se pueden alear. El elemento aleante puede
ser no metálico, como: P (fósforo), C (carbono), Si (silicio),
S (azufre),As (arsénico).

10. CLASIFICACIÓN.
 Por su composición
Tiene en cuenta el elemento que se halla en mayor proporción
(aleaciones férricas aleaciones base cobre, etc.) Cuando los
aleantes no tienen carácter metálico suelen hallarse en muy
pequeña proporción, mientras que si únicamente se mezclan
metales, los aleantes pueden aparecer en proporciones similares.
 Por el número de elementos
Se pueden distinguir aleaciones binarias como el cuproníquel,
ternarias (alpaca)... Hay aleaciones en las que intervienen un
elevado número de elementos químicos, si bien en pequeñas
cantidades.
 Por su peso
Las aleaciones ligeras contienen como elemento principal el
aluminio o el magnesio.

11. PROPIEDADES.
 Las aleaciones presentan brillo metálico y alta conductibilidad
eléctrica y térmica, aunque usualmente menor que los metales
puros. Las propiedades físicas y químicas son, en general,
similares a la de los metales, sin embargo las propiedades
mecánicas tales como dureza, ductilidad, tenacidad etc. pueden
ser muy diferentes, de ahí el interés que despiertan estos
materiales, que pueden tener los componentes de forma aislada.
 Las aleaciones no tienen una temperatura de fusión única, dependiendo
de la concentración, cada metal puro funde a una temperatura,
coexistiendo simultáneamente la fase líquida y fase sólida.

12. Nuevas aleaciones.
 El empleo de nuevas aleaciones metálicas nanoestructuradas
creadas por científicos de Rutgers University de alta
resistencia podría desembocar en el desarrollo de dispositivos
electrónicos más diminutos y sensibles.
 Algunas de las aplicaciones de estas nuevas aleaciones
metálicas nanoestructuradas de gran resistencia podrían ser
los stents empleados para tratar patologías en las arterias
coronarias, micrófonos de máxima sensibilidad, altavoces de
gran alcance…
 Estos metales con nanopartículas incorporadas pueden ser
muy elásticos y con una buena capacidad para convertir la
energía eléctrica y magnética en movimiento.

13. NANOPARTÍCULAS.


14. Biomateriales
•¿Qué son?
Un biomaterial sería un material diseñado para actuar con
sistemas biológicos con el fin de evaluar, tratar, aumentar o
reemplazar algún tejido, órgano o función del cuerpo.
Los biomateriales están destinados a la fabricación de
componentes, piezas o aparatos y sistemas médicos para su
aplicación en seres vivos y deben ser biocompatibles.
-Bioinertes a los que tienen una influencia nula o muy pequeña
en los tejidos vivos que los rodean.
-Bioactivos los que pueden enlazarse a los tejidos óseos vivos.
Los biomateriales pueden ser:
-De origen artificial, (metales, cerámicas, polímeros)
-De origen biológico (colágeno, quitina, etc.).

15. Requisitos que tienen que cumplir los biomateriales.
- La Biocompatibilidad es la habilidad de un material para ser
aceptado por el cuerpo del
paciente y que, además, no irrite a los tejidos circundantes, no
provoque una respuesta
inflamatoria, no produzca reacciones alérgicas y que no tenga
efectos carcinogenéticos,
o sea, que no produzca cáncer.
- Biofuncionalidad: capacidad de desempeñar la función para
la que han sido creados.
-Propiedades mecánicas (durabilidad)
- Densidad y peso adecuados.
- Diseño adecuado y adaptabilidad.
- Bioactividad:
- Integracion con moléculas biológicas.
- Regeneracion de tejidos
- Capacidad de responder a señales provenientes del medio
induciendo a una respuesta espécifica del tejido biológico
circundante

17. Biomateriales metálicos:
Los biomateriales metálicos son hierro,cromo, niquel, titanio
y molibdeno; ya que son los únicos tolerados por el cuerpo
en pequeñas cantidades.
También se usa: acero inoxidable, aleaciones de cromo-
cobalto y aleaciones de titanio.
Acero
inoxidable
Es una aleación de hierro y carbono. No se
oxida.
Un problema que produce es la corrosión en
zonas anexas a tornillos.
Se usa en prótesis.
Aleaciones de
cromo cobalto.
Con técnica de cera perdida se usa para: prótesis
dentales y articulares.
Con técnica de forja se usa para: vástagos de
prótasis de rodilla y cadera.
Aleaciones de
titanio.
Hay 4 tipos de titanio, dependiendo de las
impurezas. Cuanto mayor grado de impureza
mayor resistencia y menor ductibilidad.
Tiene poca resistencia a esfuerzos cortantes.

18. BIOMATERIALES CERÁMICOS.
Constituidos por compuestos inorgánicos no metálicos, como los silicatos,
oxidos metálicos, carburos e hidruros, los vidrios y los cementos.
Pueden ser:
Estructurales: tienen elevada resistencia mecánica y generalmente son
bioinertes.
No estructurales, suelen ser bioactivas o reabsorbibles, densas o
porosas, y con poca resistencia mecánica ya que no soportan grandes
cargas.
Aplicaciones: prótesis de cadera, dientes cerámicos, dispositivos
trascutáneos, válvulas de corazón.
VENTAJAS: Desventajas:
-Buena compatibilidad con el
sistema muscoesqueleto
-Resistencia a la corrosión.
-Inerte a los tejidos y adherente
a los mismos.
-Alta resistencia a la compresión
y al desgaste
-Baja resistencia a la tensión,
corte, impacto.
-Díficil fabricación
-Falta de elasticidad y resistencia
mecánica.
-Alta densidad

19. Polímeros naturales, como las Proteínas, los Ácidos nucleicos, los
Polisacáridos (Celulosa y la Quitina), el Hule o Caucho natural, la Lignina.
Polímeros sintéticos, como el Polietileno de Ultra Alto Peso
Molecular (UHMWPE), el Policloruro de vinilo(PVC), Nylon, Silicona,
Poliestireno, etc.
-Los polímeros pueden ser permanentes (remplazan totalmente o
parcialmente los tejidos) o de carácter temporal (son degradables por lo
que tienen una durabilidad específica)
Aplicaciones: prótesis faciales, partes de prótesis de oído, aplicaciones
dentales; marcapasos, riñones, hígado y pulmones, bolsas de
almacenamiento y empaquetamiento quirúrgico de sangre y otras
soluciones; partes de esófago, segmentos de arterias, suturas
biodegradables, partes de implantes articulares en dedos, acetábulo de
cadera y rodilla, entre otros.
Polietileno
(PE)
Implantes ortopédicos, termómetros, bolsas de aire.
Polipropileno
(PP)
Protesis en tendones de los dedos, injertos, membranas de
oxigenado de sangre…
Polimetilmetacril
ato
Mambranas para diálisis de sangre, implantes oculares,
protesis maxilofaciales, dentaduras
Poliestireno (PS) Dializadores de sangre, botes de vacio…
Poliester (PET) Injertos vasculares artificiales, suturas y mallas, válvulas de
retención, catéteres.

20. Aplicación Material frecuentemente
empleado
Sistema óseo
Reemplazo de articulaciones
Cemento para huesos
Ligamentos y tendones
artificiales
Implantes dentales
Aleaciones de titanio, acero
inoxidable, polietileno
Polimetilmetacrilato
Teflón, Dacrón
Titanio, alúmina, fosfato de
calcio
Sistema cardiovascular
Prótesis vasculares
Válvulas de corazón
Catéter
Dacrón, Teflón, poliuretano
Tejido reprocesado, acero
inoxidable, Dacrón
Goma de silicona, Teflón,
poliuretano
Órganos
Corazón artificial
Placas para reparación de la piel
Riñón artificial (hemodiálisis)
Respiradores artificiales
Poliuretano
Materiales compuestos de
silicona-colágeno
Celulosa, poliacrilonitrilo
Goma de silicona
Sentidos
Lentes intraoculares Polimetilmetacrilato, goma de
silicona

21. EL desarrollo de las nuevas disciplinas de la ciencia e ingeniería de materiales sucedió en
la década del cincuenta, con procedimientos empíricos para adaptar materiales
convencionales a aplicaciones biomédicas.
El uso de materiales no biológicos en medicina es anterior a la década del cincuenta. Sus
antecedentes se remontan al siglo XXX a.C., en Egipto.También durante las
civilizaciones clásicas de Grecia y Roma se usaron materiales no biológicos para el
tratamiento de heridas y de algunas enfermedades.
En la Europa del siglo XVI se empleó el oro y la plata para la reparación dental e hilos de
hierro para la inmovilización de fracturas óseas.
La aplicación de biomateriales no metálicos comenzó en la Edad Media, fueron utilizados
en ligaduras para detener hemorragias y en procedimientos quirúrgicos.
Las biocerámicas se introducen en la década del setenta, por los fracasos en los
biomateriales utilizados hasta ese momento.

22. Consideración histórica.
Aunque la nanotecnología es relativamente reciente como tema de investigación científica, el
desarrollo de varios conceptos centrales ha ocurrido a través de un periodo de tiempo largo. El
surgimiento de la nanotecnología en la década de 1980 fue causado por la convergencia de
varios avances e invenciones experimentales tales como el microscopio de efecto túnel en
1981 y el descubrimiento del fullereno , que es la forma más estable del carbono después del
diamante y el grafito ,en 1985, así como la formulación y popularización del marco conceptual
sobre las metas de la nanotecnología.
Los científicos que iniciaron este proceso que llevó a la aprición de la nanotecnología son :
Richard Feynman
K. Eric Drexler;quien popularizó el término de nanotecnología en inicio el campo de la
nanotecnología molecular.
Norio Taniguchi
Además sin la ayuda de muchos de los países ricos del mundo sobretodo Estados Unidos , la
nanotecnología habría tardado mucho más tiempo en conocerse y en desorrallarse.
La Iniciativa Nacional en Nanotecnología (INN) es un programa federal de investigación y
desarrollo del gobierno de los Estados Unidos de América.Sus metas son desarrollar un
programa de investigación y desarrollo en nanotecnología de clase mundial, fomentar la
transferencia de nuevas tecnologías en productos comerciales de beneficio público y crear
herramientas de apoyo para avanzar en el área, así como soportar el desarrollo responsable
de la misma.

23. 1.¿Qué es la nanotecnología?
La nanotecnología es un campo de las ciencias aplicadas
dedicado al control y manipulación de la materia a una escala
menor que un micrómetro, es decir, a nivel de átomos y
moléculas (nanomateriales). Lo más habitual es que tal
manipulación se produzca en un rango de entre uno y cien
nanómetros.
La nanotecnología comprende el estudio, diseño, síntesis,
manipulación y aplicación de materiales y sistemas funcionales a
través del control de la materia, y la explotación de fenómenos y
propiedades de la materia a nanoescala.
Los científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales,
aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades
únicas. Por tanto el principal propósito de la nanotecnología es
lograr que los costes no excedan , ampliamente, el coste de las
materias primas y la energía empleada en los procesos y
conseguir nuevos procesos que mejoren nuestra calidad de vida.

24. La nanotecnología se está adquiriendo tal importancia a lo largo de
estos años que una gran parte de los países ricos del mundo están
invirtiendo grandes cantidades de dinero en ella , para ayudar en las
investigaciones de este ámbito.
Diferentes disciplinas profesionales utilizan cada vez más este tipo de
materiales como:
Química
Bioquímica
Electrónica
Informática
Medicina

25. 2.Diferentes usos de la nanotecnología:
Biología molecular: Hoy en día mucho agua se desperdicia porque es casi,
pero no cien por cien, puro. Tecnologías de tratamiento eléctrico mecánicos
sencillas y fiables pueden recuperar agua contaminada para uso del sector
agrícola o incluso para el uso doméstico. Filtros físicos con poros de una
escala nanométrica pueden eliminar el 100% de bacterias, virus y partículas
extrañas. Una tecnología de separación eléctrica que atrae a los iones
pueden eliminar sales y metales pesados.
La capacidad de reciclar el agua de cualquier fuente para cualquier uso podría
ahorrar enormes cantidades de agua y permitir el uso de recursos de agua
hasta ahora no aprovechables. Si se adoptasen estos pasos, se podría reducir
en enfermedades relacionadas con el agua que suponen la causa de la
muerte de miles, tal vez decenas de miles de niños cada día.
Industria: Tejidos fabricados por procesos nanotecnológicos repelentes a la
suciedad y el agua y por tanto fáciles de limpiar y sin sufrir apenas
degradación.

26. Nanotecnología
industrial.(Repelente a
las manchas y al agua.)
Relacionada a la ingeniería genética: Siguiendo la
tendencia que se potenció con la ingeniería genética, de control
corporativo desde la semilla hasta el producto en el
supermercado, la agricultura nanotecnológica controlaría incluso
los átomos que componen esos productos. Todas las
corporaciones que dominan el negocio mundial de los
transgénicos están invirtiendo en nanotecnología.

27. Energías: La nanotecnología puede ayudar también en la
reducción del consumo energético, al proveer de nanocomponentes
que facilitan el aislamiento térmico. Además, la búsqueda de nuevas
fuentes energéticas ha visto en la nanotecnología a uno de sus
grandes aliados. Las placas solares también podrían verse
favorecidas por estos procedimientos.
Medicina: Reparación de tejidos, control de la evolución de las
enfermedades, defensa y mejora de los sistema biológicos
humanos; diagnóstico, tratamiento y prevención,administración de
medicamentos a las células, etc.
Por ejemplo, los pacientes diabéticos podrían verse favorecidos al
recibir insulina encapsulada en células artificiales, que la dejen salir
cuando aumente la glucosa en la sangre.

28. 3.Ventajas y desventajas de la nanotecnología.
Las ventajas de la nanotecnología son todas las anteriormente
comentadas y muchas más en diferentes disciplinas.
Dentro de las desventajas a tener en cuenta se incluyen:
1. Importantes cambios en la estructura de la sociedad y el sistema
político.
2. La potencia de la nanotecnología podría ser la causa de una
nueva carrera de armamentos entre dos países competidores
3. La producción poco costosa y la duplicidad de diseños podría
llevar a grandes cambios en la economía.
4. La sobre explotación de productos baratos podría causar
importantes daños al medio ambiente.