Química General

Materiales modernos

Cristales líquidos

Los cristales líquidos son aquellos compuestos o sustancias que en lugar de pasar de la fase sólida a la líquida de forma directa al aumentar su temperatura, atraviesan por una fase intermedia en la cual manifiestan un arreglo molecular ordenado semejante al de los sólidos pero con algo de libertad de movimiento como en los líquidos. Esta fase se presenta a temperaturas muy definidas como en el caso del benzoato de colesterilo, en el cual observamos esta fase a una temperatura de 179 grados Celsius.

Los cristales líquidos atraviesan diferentes fases:

  • Fase líquido-cristalina nemática. En esta fase las moléculas están ordenadas a lo largo pero no en sus extremos, muy parecido a un puñado de palillos de madera que no están ordenados en sus extremos.
  • Fase líquido-cristalina esméctica. Esta fase es parecida a la anterior, solo que en esta ocasión los extremos de las moléculas ya se encuentran casi alineados y ordenados.
  • Fase líquido-cristalina colestérica. Las moléculas y sus extremos ya se encuentran alineados y ordenados, pero a diferencia de las anteriores el arreglo es en capas.

Actualmente los cristales líquidos tienen una amplia gama de aplicaciones que van desde sensores de temperatura y presión hasta las carátulas de algunos dispositivos electrónicos que usamos diariamente.

Biomateriales

A cualquier tipo de material que esté diseñado para tener una aplicación biomédica se le denomina biomaterial. Es importante tomar en cuenta que este tipo de materiales debe tener las propiedades y características que exija su aplicación y uso final; como por ejemplo, un lente de contacto debe ser blando y flexible pero a su vez resistente a ciertos ambientes en cambio una prótesis de hueso debe ser duro y resistente a los esfuerzos de tensión y compresión. A continuación veremos más a fondo algunas de las características de los biomateriales:

  • Biocompatibilidad. Como sabemos, el cuerpo humano tiene un poderoso sistema de defensa que se llama sistema inmunológico. Para nuestra protección, el sistema inmunológico rechaza cualquier objeto extraño que se detecte dentro de nuestro organismo, es por eso que un biomaterial debe ser lo más compatible posible con nuestro cuerpo para que pueda ejercer su función de forma adecuada y se integre al organismo sin reacciones inflamatorias de ningún tipo.
  • Requisitos físicos. Un biomaterial debe tener las propiedades mecánicas que requiere su aplicación final. Por ejemplo una prótesis dental debe ser resistente al desgaste y a la fricción; en cambio un sustituto de vaso sanguíneo debe ser flexible para que se comporte de la forma más parecida posible a los vasos sanguíneos que nuestro cuerpo posee de forma natural.
  • Requisitos químicos. El biomaterial debe contar con la aprobación para que pueda ser implantado en el cuerpo humano (adquirir el grado médico). Debe tomarse en cuenta el tiempo que estará dentro del organismo y que todos sus componentes químicos no reaccionen con nuestro cuerpo y nos mantengan seguros.

Materiales cerámicos

Los materiales cerámicos son compuestos no metálicos inorgánicos y pueden presentarse de forma cristalina o no cristalina. Generalmente los óxidos son compuestos cerámicos que se encuentran en forma cristalina, un ejemplo de material cerámico en presentación amorfa es el vidrio. Las propiedades que caracterizan a este tipo de materiales es su alta resistencia a las altas temperaturas, ya que se mantienen muy estables, son aislantes del calor y la electricidad y son duros y quebradizos. Por ello una de sus más importantes aplicaciones es como recubrimiento interno en los hornos industriales que se utilizan para la fundición durante el proceso de producción de acero.

El proceso de fabricación de materiales cerámicos consta de los siguientes pasos: síntesis de los óxidos, calcinación, formación de la masa, secado, sinterización y acabado.

  • Síntesis de los óxidos. Un procedimiento muy utilizado es el de sol-gel mediante el cual se general partículas muy finas de polvo cerámico para su posterior procesamiento.
  • Calcinación. Algunas veces es necesario calcinar algunos compuestos para obtener otros, de acuerdo a las propiedades y características que requiera el producto final.
  • Formación de la masa. Se agrega agua al óxido para formar un masa que se pueda moldear.
  • Secado. Se extrae el agua del material ya formado por medio de la elevación de su temperatora.
  • Sinterización. El molde, se introduce a un horno y se eleva su temperatura (alrededor de los 1000 grados Celsius) para que las partículas de polvo se unan unas con otras y le den estabilidad al producto final.
  • Acabado. En el caso de la cerámica tradicional es común el uso de pulidores con punta de diamante para darle brillo.

 

Referencias

  1. Brown Theodre L., y cols. Química. La ciencia central. PEARSON Educación, México, 2004. Pág. 56 ISBN 970-26-0468-0

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