Como se da los Materiales avanzados

Introducción

Cuando queremos hablar de la tecnología de los materiales nos estamos refiriendo a las propiedades, a las características o a todos los aspectos que rodean algún material, cualquier característica tanto física, química o hasta económica.

Es importante señalar la importancia de esto ya que la buena elección de algún material puede impactar positiva o negativamente, generalmente en la industria siempre se busca usar los mejores materiales, que sean eficientes, baratos y resistentes, o dependiendo de qué función le vaya a dar.

En la actualidad existen miles de materiales, polímeros, compuestos, metales, cerámica, etc.

La parte económica de los materiales es un aspecto muy importante si no el que mas, ya que entre mejor o mas avanzado sea el material mas caro va a ser, pero también existen ‘’repuestos’’ o materiales con las mismas propiedades o casi las mismas a un precio mucho mas barato.

En esta investigación voy a hablar de los materiales avanzados que tienen características muy interesantes, las cuales se las voy a dar a conocer.

Materiales Semiconductores

Caracteristicas

Los materiales semiconductores son aquellos que a temperaturas muy bajas se comportan como aislantes, es decir, no conducen la electricidad, pero que cuando la temperatura aumenta por encima de un cierto valor se convierten en muy buenos conductores.

Los "semiconductores" como el silicio (Si), el germanio (Ge) y el selenio (Se), por ejemplo, constituyen elementos que poseen características intermedias entre los cuerpos conductores y los aislantes, por lo que no se consideran ni una cosa, ni la otra. Sin embargo, bajo determinadas condiciones esos mismos elementos permiten la circulación de la corriente eléctrica en un sentido, pero no en el sentido contrario. Esa propiedad se utiliza para rectificar corriente alterna, detectar señales de radio, amplificar señales de corriente eléctrica, funcionar como interruptores o compuertas utilizadas en electrónica digital, etc.

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Propiedades

La mayor o menor conductividad eléctrica que pueden presentar los materiales semiconductores depende en gran medida de su temperatura interna. En el caso de los metales, a medida que la temperatura aumenta, la resistencia al paso de la corriente también aumenta, disminuyendo la conductividad. Todo lo contrario ocurre con los elementos semiconductores, pues mientras su temperatura aumenta, la conductividad también aumenta. 

En resumen, la conductividad de un elemento semiconductor se puede variar aplicando uno de los siguientes métodos:

• Elevación de su temperatura
• Introducción de impurezas (dopaje) dentro de su estructura cristalina
• Incrementando la iluminación.

Una propiedad importante en los semiconductores es que posibilita el poder modificar su resistividad de manera controlada entre márgenes muy amplios.

En un semiconductor formado por dos elementos químicos diferentes la asimetría conlleva en general una cierta pérdida de carácter covalente puro, en el sentido de desplazar de gravedad de la carga hacia uno u otro átomo.

Aplicaciones

• Diodos

• Transistores

• Termisores

• Circuitos Integrados

Diodo

Componente electrónico que permite el paso de la corriente en un solo sentido. diodos más empleados en los circuitos electrónicos actuales son los diodos fabricados con material semiconductor. El más sencillo, el diodo con punto de contacto de germanio, se creó en los primeros días de la radio, cuando la señal radiofónica se detectaba mediante un cristal de germanio y un cable fino terminado en punta y apoyado sobre él. En los diodos de germanio (o de silicio) modernos, el cable y una minúscula placa de cristal van montados dentro de un pequeño tubo de vidrio y conectados a dos cables que se sueldan a los extremos del tubo

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Transistor

El transistor, que es capaz de realizar muchas de las funciones del tubo de vacío en los circuitos electrónicos, es un dispositivo de estado sólido consistente en una pequeña pieza de material semiconductor, generalmente germanio o silicio, en el que se practican tres o más conexiones eléctricas. Los componentes básicos del transistor son comparables a los de un tubo de vacío triodo e incluyen el emisor, que corresponde al cátodo caliente de un triodo como fuente de electrones

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Circuito integrado

Dispositivo electrónico miniaturizado consistente en un sistema interconectado de elementos activos ( diodos, transistores) y pasivos (resistencias, condensadores), íntimamente unido a un material semiconductor, y capaz de realizar las mismas funciones que un circuito electrónico completo.

Biomateriales

Características

LOS BIOMATERIALES se pueden definir como materiales biológicos comunes tales como piel, madera, o cualquier elemento que remplace la función de los tejidos o de los órganos vivos. En otros términos, un biomaterial es una sustancia farmacológicamente inerte diseñada para ser implantada o incorporada dentro del sistema vivo.

 Los biomateriales se implantan con el objeto de remplazar y/o restaurar tejidos vivientes y sus funciones, lo que implica que están expuestos de modo temporal o permanente a fluidos del cuerpo, aunque en realidad pueden estar localizados fuera del propio cuerpo, incluyéndose en esta categoría a la mayor parte de los materiales dentales que tradicionalmente han sido tratados por separado..

Propiedades

Estas son unas de las propiedades que deben de tener estos materiales:

1. Ser biocompatible, es decir, debe ser aceptado por el organismo, no provocar que éste desarrolle sistemas de rechazo ante la presencia del biomaterial

2. No ser tóxico, ni carcinógeno.

3. Ser químicamente estable (no presentar degradación en el tiempo) e inerte.

4. Tener una resistencia mecánica adecuada.

5. Tener un tiempo de fatiga adecuado.

6. Tener densidad y peso adecuados.

7. Tener un diseño de ingeniería perfecto; esto es, el tamaño y la forma del implante deben ser los adecuados.
8. Ser relativamente barato, reproducible y fácil de fabricar y procesar para su producción en gran escala.

Aplicaciones

La prótesis total de cadera: La solución para este tipo de fracturas, y enfermedades como la artritis, entre otras, puede ser una prótesis total de cadera Esta articulación está formada por una copa acetabular la cual se fija en la pelvis y sirve como asiento para una esfera cuyo vástago es empotrado en el fémur. Los dos elementos artificiales restauran el sistema articular tipo rótula, con el cual el paciente puede volver a caminar.

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