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5/17/2018 MATERIALES ASOMBROSOS - slidepdf.com

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MATERIALES ASOMBROSOS

Fernando Barbero González

Físico teórico de la Universidad Autónoma de Madrid-

Investigador del CSIC

La velocidad necesaria para poner en órbita un cohete es 27.000 km/h. A esta velocidad lafricción del cohete con la atmósfera le hace alcanzar temperaturas muy altas, mayores de1000ºC.

El material adecuado para fabricar un cohete, por ser ligero, es el aluminio, pero tiene un puntode fusión bajo (aproximadamente igual a 500º C), es por ello que, para ser utilizado, se recubrede losetas diseñadas para repeler el calor. Dichas losetas se fabrican con una pasta (formada por arena de playa) que se recubre con vidrio pirex. Dicha pasta es un material que se caracteriza por ser muy poroso (casi todo él es aire) y conductividad térmica bajísima.

Pero, ¿existen materiales más porosos? Sí, el aerogel (el 99,98% es aire) es uno de los sólidosmás ligeros que existen. Es, además, muy resistente, puede soportar, por compresión, pesos4000 veces el suyo. Por sus características, el aerogel se emplea para parar partículas de uncometa, y así, recoger muestras de polvo del cometa y poder analizar su composición.

Si el aerogel se emplea con un gas menos denso que el aire, como es el nitrógeno, se conseguiráun sólido que flote en el aire.

Otros materiales se emplean para proteger de los impactos; un ejemplo son los fluidos nonewtonianos. Estos materiales tienen consistencia de líquidos, pero al recibir un golpe, cambiaesa consistencia. Son materiales de aspecto similar a la plastilina, pero si se dejan caer, rebotan.La propiedad que les hace ser así es la viscosidad, ésta en los fluidos no newtonianos dependedel esfuerzo que se haga.

Una manera casera de fabricar un fluido no newtoniano es mezclar “Maizena” con agua.Si se experimenta con un fluido no newtoniano se puede observar el agujero que queda en elfluido al soplar con una pajita, o las protuberancias que se forman en el fluido, al hacer vibrar la placa en la que se encuentra y soplar con la pajita simultáneamente.



Otros fluidos extraordinarios son los cristales líquidos. Éstos se emplean en las pantallas de lascalculadoras, éstas están constituidas por una estructura formada por varias capas. La primera yla quinta contienen filtros polarizadores, la última capa es un espejo, la segunda y la cuarta sonelectrodos de estaño e indio. En uno de esos electrodos es donde se sitúan los números de lascalculadoras. En la tercera capa se encuentra el cristal líquido. Los cristales líquidos sonmateriales intermedios entre el agua y un cristal. En ellos, las moléculas están parcialmente

ordenadas, pero las capas giran entre sí. Esta orientación de las moléculas hace que se pueda polarizar la luz.

Una aplicación de los cristales líquidos es la fabricación de vidrios que se pueden hacer traslúcidos o transparentes con un mando a distancia.

Los líquidos iónicos son otros materiales asombrosos. Los líquidos iónicos son sales en estadolíquido, como por ejemplo, el NaCl, la sal común, que, al fundirse a 801º C, forma un líquidoiónico.Se reserva el nombre de líquidos iónicos a aquellos que funden a temperaturas bajas(temperatura ambiente). Son buenos disolventes, atacan la madera, por ello, se emplean para el

reciclado de la celulosa. Son líquidos a temperatura ambiente debido a la estructura “extraña”que forman sus iones, difíciles de empaquetar en un retículo ordenado. No se evaporan, si unión intenta escapar por evaporación, las fuerzas eléctricas hacen que el ión vuelva hacia lasuperficie del líquido. Se emplean para extraer petróleo mezclado con arena; si a dicha mezclase le añade un líquido iónico, se forman tres fases, petróleo, líquido iónico y arena, pudiéndoseseparar fácilmente la fase superior, el petróleo.

Los ferrofluidos son materiales que se magnetizan en presencia de campos magnéticos. Soncoloides formados por partículas ferromagnéticas.

Otros materiales magnéticos son los diamagnéticos. Con ellos se puede experimentar lalevitación magnética. Empleando grafito pirolítico y cuatro imanes de neodimio, hierro y boro.Se colocan los imanes abajo y el grafito arriba y éste parece que flota.El bismuto tiene la misma propiedad, podemos emplear un imán situado entre dos piezas de bismuto y el imán parece que flota entre dichas piezas.



El grafeno es otro material peculiar.

El grafeno es conductor y transparente. Es carbono puro. Es un cristal con un espesor de unátomo. Su estructura está constituida por átomos de carbono que forman un retículo hexagonal.Se caracteriza por ser muy rígido y resistente.Fue descubierto por Andre Geim y Konstantin Novoselov por el que obtuvieron el premio

Nobel de Física en 2010.Su principal aplicación es la fabricación de pantallas táctiles.

Otros materiales asombrosos son los superconductores. Sólo funcionan a bajas temperaturas yno tienen resistencia eléctrica, esto les hace ser excelentes conductores de la electricidad.Actualmente, se está trabajando en la obtención de superconductores a temperatura ambiente.

Propiedades curiosas de gases a baja temperatura:

El helio forma cristales. No solidifica por mucho que se enfríe, pero sí forma cristales.Por debajo de 4K, se produce el efecto fuente (se convierte en un superfluido con viscosidadcero). Si fabricamos una fuente con helio, ésta no para nunca, siempre que la temperatura sea

menor que 4K.Otra experiencia se basa en la capilaridad del helio. Si introducimos helio en un recipiente, sube por capilaridad y el recipiente se vacía, por eso, es tan difícil confinar el helio.

http://es.wikipedia.org/wiki/Andre_Geim

http://es.wikipedia.org/wiki/Konstantin_Novoselov

http://es.wikipedia.org/wiki/Andre_Geim

http://es.wikipedia.org/wiki/Konstantin_Novoselov



Otra curiosidad es la que originan las aleaciones con memoria de forma. Es una mezcla demetales que, tras deformarla y posterior aplicación de calor, recupera su forma original.

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