Materiales Bioinspirados

Cuestionario “Biological and bioinspired materials: Structure leading to functional and mechanical performance”

1. ¿Por qué existe la necesidad de desarrollar nuevos materiales?

R: Los materiales se han convertido en una parte importante en la promoción de innovaciones y avances en la industria moderna. Se  diseñan para responder a nuevas necesidades o a alguna aplicación tecnológica.

1. ¿Por qué los ingenieros de materiales se han inspirado en las estrategias de la naturaleza para este objetivo?

R: Porque representan estrategias elegantes que satisfacen una variedad de necesidades no solo mecánicas sino también funcionales. Además la mayoría de materiales de ingeniería dependen de productos químicos complejos o de una fabricación costosa y, por lo tanto, a menudo enfrentan un compromiso entre propiedades (por ejemplo, aumentar el peso para aumentar la resistencia).

1. ¿Cuál es el principal problema en el diseño de materiales en cuanto a sus propiedades físicas? y ¿De dónde se tomarían algunas ideas para superar este inconveniente?

R: La elección del material es algo importante a considerar. El objetivo de la ciencia y tecnología de materiales de hoy en día es el diseño de materiales a la medida (empezando por su composición, fases constituyentes y microestructura), con el fin de obtener un material con unas propiedades adecuadas para una aplicación determinada

1. ¿Cuáles son algunas estrategias que los organismos han desarrollado a lo largo de la evolución para la selección de la estructura de los materiales que los constituyen?

R: La naturaleza es el diseñador definitivo, habiendo estado refinando materiales y estructuras durante millones de años. Presenta una cornucopia de materiales biológicos con propiedades intrigantes, que brindan una inspiración ingeniosa para desarrollar varios materiales novedosos. Esto ha generado un aumento impresionante tanto en nuestra comprensión fundamental de los materiales biológicos como en la creación de materiales bioinspirados con diversas propiedades.

Junto con el rápido y tremendo crecimiento de este campo que ha dado lugar a muchos resultados fructíferos, existen los desafíos que deben abordarse para el futuro prometedor final de los materiales biológicos y bioinspirados.

1. ¿Qué método de construcción usa la naturaleza para producir sus materiales?

R: Mediante su evolución a lo largo de millones de años ha ido desarrollando mecanismos que permiten obtener materiales naturales con combinaciones de propiedades excepcionales, no equiparables por la mayoría de los materiales sintéticos desarrollados por el hombre. 

1. Investigar el concepto de material bioinspirado.

R: Son los materiales cuya creación se basó en propiedades o características de organismos biológicos que se pueden transferir al campo de la industria y la tecnología.

1. Menciona y explica tres propiedades mecánicas de los materiales.

R: Tenacidad: Capacidad de un material de soportar, sin deformarse ni romperse, los esfuerzos bruscos que se le apliquen.

Elasticidad: Capacidad de algunos materiales para recobrar su forma y dimensiones primitivas cuando cesa el esfuerzo que les había deformado.

Dureza: Oposición que presenta un material a ser rayado por otro.

1. ¿Cuáles son los polímeros y cerámicos  que componen a algunos materiales naturales?

R: Polímeros: Macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros. 

Cerámicos: Material sintético y sólido, que no es ni metálico ni orgánico, y en cuya elaboración es necesario utilizar tratamientos térmicos a altas temperaturas. 

...