NOU MATERIALS QUE CANVIARAN EL MON
- Radu Plamadeala
- 7 mar 2019
- 2 Min. de lectura
Actualizado: 5 jun 2019
El segle XXI ha comportat el desenvolupament d'un grup ampli de materials que han cridat l'atenció gràcies a les diverses propietats físiques, químiques i morfològiques que presenten i a l'àmplia gamma d'aplicacions que tenen.
Nanoestructures del carboni
Entre ells hi ha els nanotubs de carboni (NTC), els ful·lerens i el grafè, que fan part d'una mateixa família ja que tots són diferents formes al·lotròpiques del carboni.
Els NTC, que es caracteritzen per ser extremadament durs, resistents i flexibles, s'han fet servir en bateries recarregables, peces d'automòbils, articles esportius i filtres d'aigua.
Els ful·lerens suporten altes pressions i tenen molt bona capacitat per a combinar-se amb altres elements, pel que han estat usats per alliberament controlat de fàrmacs.
El grafè és el material més prim del món i posseeix molta elasticitat, és més fort que l'acer, millor conductor elèctric que el coure, transparent i antimicrobià. Les seves aplicacions van des de pantalles de mòbils corbes, bateries de càrrega ràpida, blindatges i cel·les de combustibles fins preservatius.
Els que van sintetitzar els ful·lerens i el grafè van rebre els premis Nobel de Química (1996) i Física (2010) respectivament.
Materials semiconductors bidimensionals
Un desavantatge del grafè és que no és un semiconductor, el que limita algunes de les seves aplicacions. En la recerca de semiconductors 2D han estat obtinguts materials molt interessants com el fosforeno, un material compost per capes d'un àtom de fòsfor organitzades en una estructura hexagonal. Encara que va ser sintetitzat tot just en 2014, les seves aplicacions en electrònica són molt esperançadores.
En aquesta mateixa família hi ha el siliceno i el antimoneno, materials formats per làmines d'àtoms de silici i antimoni, respectivament. El primer ha estat usat per construir bateries amb major eficiència i vida útil. El antimoneno ha demostrat ser altament estable en diferents mitjans i es projecta per a aplicacions en tecnologies optoelectròniques com a nous díodes emissors de llum (LED).
Materials nanoporosos
Aplicacions com purificació, separació i emmagatzematge de gasos, adsorbents i filtres moleculars han atret l'atenció en els últims temps pel repte ambiental contemporani. I allà els materials porosos juguen un gran paper. Entre ells, les xarxes metalorgàniques (MOF de l'anglès) han sobresortit. Les seves característiques úniques d'alta porositat, elevada àrea superficial interna, flexibilitat i capacitat d'incorporar funcionalitats específiques les fan especials i han incrementat la seva recerca. Un altre exemple de material nanoporós cridaner és la upsalita, un carbonat de magnesi (MgCO3) obtingut en 2011 a la universitat d'Uppsala (Suècia), que ha sorprès per les seves propietats súper absorbents.
Materials topològics
La topologia és una branca de la matemàtica que estudia les propietats que no canvien en cossos geomètrics sota deformacions. Aplicar-a l'estudi de materials va permetre el descobriment de nous sistemes amb propietats exòtiques. Entre ells hi ha els aïllants topològics (materials que són aïllants elèctrics a l'interior i conductors en la superfície), els superconductors topològics (materials que poden conduir l'electricitat sense perdre energia en forma de calor gràcies a l'acció de fermions de Majorana, partícules que són la seva pròpia antipartícula) i els semimetalls topològics (presenten les mateixes propietats electròniques del grafè però en 3D).
Les seves aplicacions se centren en la fabricació de dispositius que, com el computador quàntic, permetran processar i resoldre problemes milions de vegades més ràpid que els dispositius actuals. El premi Nobel de Física el 2016 va ser atorgat a investigadors de fases topològiques.
Font:
Fet: Santi Ruiz
Comments