Autor: Jesús Romero

Autor: Jesús Romero

Jesús Romero inicia su experiencia profesional a través de unas prácticas en la Gerencia Municipal de Urbanismo del Excelentisimo Ayuntamiento de Málaga, donde decide desarrollar su Proyecto Fin de Carrera sobre ”iluminación de viales y paseos peatonales de las AV. Jorge Silvela, Ramón y Cajal y Jacinto Benavente”. Recién egresado de la Escuela Politécnica Superior de Málaga, como Ingeniero Técnico en Diseño Industrial decide concentrar su pasión por el Diseño Industrial mediante la lucha por la difusión de la profesión, motivado tal vez, por los profesionales que ha podido conocer a lo largo de los últimos meses de su etapa universitaria aunadas a sus ganas de profundizar en temas que, una vez finalizada la carrera, se comprueba no se han tratado.

Es secretario de la Asociación de Diseñadores Industriales DIz Málaga, y se une a la asociación volcado por hacer llegar a la empresa el valor de la ingeniería y el diseño industrial. Su incorporación, según relata el autor, viene motivada por el I Congreso ESTO ES DISEÑO INDUSTRIAL celebrado por esta entidad en la ciudad de Málaga.

Crear, innovar, desarrollar y  descubrir son quizás para el autor, palabras que lo definen tanto a él como a un profesión, que ahora empieza a descubrir.

En esta ocasión Jesús Romero se adentrará, bajo este interesante título en los nuevos materiales del siglo XXI. Este tipo de materiales, de los que se ha empezado a hablar desde hace poco tiempo ya han mostrado su carácter novedoso y los correspondientes grandes avances que determinarán la evolución de nuestro entorno en las próximas décadas.

Como podemos observar día tras día, los materiales impregnan nuestro entorno y facilitan nuestra vida diaria. Esto ha sido así desde el principio de los tiempos. Tanta importancia han tenido los materiales en nuestro entorno y en el desarrollo de la humanidad, que ya los historiadores, desde la antigüedad, usaban los materiales como referencia para clasificar las diferentes etapas de la historia. Dos buenos ejemplos de ello son la edad de Piedra o la edad de los Metales.

Ya en el siglo XX se han observado grandes avances en cuanto a materiales se refiere. Por ejemplo, con el desarrollo de los comúnmente conocidos plásticos. En concreto, en el año 1907 el químico belga-estadounidense L.H. Baekeland (1863–1944), obtuvo resinas termoestables por la condensación del fenol y el formaldehído, comúnmente conocidas como baquelitas. Sus sorprendentes propiedades; elevada dureza, resistencia frente a los más enérgicos disolventes, termoestabilidad, baja conductividad eléctrica y térmica y capacidad de moldearse al ser calentadas, ofrecían la posibilidad de fabricar desde conmutadores eléctricos hasta discos fonográficos.

En estos primeros años del siglo XX, aún prevalecía el método de ensayo y error como reflejo del escaso conocimiento sobre la estructura de las moléculas gigantes y de los detalles de las reacciones en que se producían. Al filo de la década de 1930, ya se disponía de la materia prima suministrada por la industria del petróleo, y del bagaje teórico suficiente, para que el químico J.A. Nieuwland (1878–1936) investigara con éxito la producción del caucho sintético, al que denominó neopreno. El neopreno superaría al caucho natural, por sus conocidas propiedades elastómeras.
Así, los avances prosiguieron a una velocidad exponencial y para los años 50 ya existían varios laboratorios que controlaban y experimentaban con varias técnicas para la creación de diversos y complejos polímeros sintéticos. La creación de estos polímeros sintéticos y los avances tecnológicos hicieron posible desarrollar una idea que ya muchos diseñadores habían tenido en mente desde hacía tiempo. Se trata sin duda, de las impresoras 3D. Fue en 1984, cuando esta idea se convirtió en un hecho, gracias a Hideo Kodaman, quien llevo a cabo una investigación en este campo junto con un equipo de la industria municipal de Nagoya (Japón). Sin embargo, dicho invento se le atribuye a Charles W. Hull, quien desarrollo y patentó el lenguaje de impresión 3D.

Como no podía ser de otra manera, el último siglo está marcado por dos materiales, el silicio de origen metálico, y los plásticos de origen sintético. Allí donde mires es casi imposible no encontrar ninguno de ellos. El silicio está presente en cualquier avance tecnológico, en el interior de todos los aparatos electrónicos y siempre acompañado del plástico. Esta combinación ha hecho que, en el último siglo, la tecnología esté al alcance de todos y sin duda ha marcado nuestro camino, y el de los siguientes avances en cuanto a materiales se refiere.

¿Hacia dónde nos dirigimos ahora?

Marcados por el siglo XX, “los materiales del siglo XXI” se están descubriendo y desarrollando en estos momentos, donde las investigaciones siguen 3 líneas fundamentales: Biomateriales, nanomateriales y metamateriales.

  • Biomateriales:

Reciben su nombre por su utilidad biológica. Su impacto visual es muy pequeño, y, aunque son bastante desconocidos, suponen un avance muy importante al contener nanopartículas capaces de, entre otras cosas, dirigirse a la célula e introducir dentro de ella proteínas, genes o cualquier tipo de sustancia que haya sido diseñada previamente.

Este tipo de materiales presenta un elevado número de aplicaciones, aunque la mayoría de las investigaciones se dirigen al desarrollo de nuevas prótesis, en las que no exista rechazo por parte del paciente.

En general, los biomateriales sirven de andamio para que sea la naturaleza del cuerpo humano la que genere y recree el órgano sustituido. De esta forma ya se ha conseguido que algunos pacientes con trasplantes de prótesis no hayan tenido que hacer una posterior recuperación, como es el caso del conocido atleta sudafricano Oscar Pistorius. Actualmente, se intenta recrear de forma artificial cartílago biológicamente activo, con el objetivo de lograr su total compatibilidad con nuestro cuerpo.

  • Nanomateriales:

Si en el pasado existieron la revolución biotecnológica o la revolución informática, los nanomateriales parecen suponer la revolución en este siglo.

Un nanomaterial no es más que un material que podamos manejar y diseñar a escala <100 nanómetros. Hasta hace poco, esto era impensable, pero gracias a los avances tecnológicos hoy es una realidad.

De hecho, esta tecnología ya está siendo aplicada a multitud de objetos que usamos prácticamente a diario, como pueden ser, algunas cremas de protección solar, que incluyen nanopartículas de dióxido de titanio, o algunas raquetas de tenis de alta gama que, en ocasiones, son fabricadas con estos tipos de materiales, incorporando nanotubos de carbono dentro de sus cuerdas.

  • Metamateriales:

Esta rama de los materiales también ha surgido gracias al avance tecnológico. Se basa en manipular la estructura subatómica del material, ya que las propiedades del material, como bien sabemos, vienen definidas por su orden interno.

Una de las formas de crear metamateriales es utilizando la nanotecnología. Para ello, se hace uso de otras técnicas ya disponibles, como la llamada “fotolitografía”, que está revolucionando el mundo de los ordenadores. De este modo diseñan su estructura, llegando a conseguir controlar el peso del material. Gracias a esto ha sido posible crear el material más ligero del mundo, denominado grafeno.

En los últimos años un estudio ha conseguido controlar la propagación de la luz de algunos materiales, gracias a la adecuada ordenación de las partículas que forman dichos materiales. Esto ha sido posible, es un concepto bastante simple y con el que todos alguna vez hemos soñado, “la invisibilidad”.

Estos metamateriales, hechos de substancias como cobre, plata, fibra de vidrio u otros componentes metálicos, están formados de tal manera que crean intrincados mosaicos de patrones que se repiten, de esta forma dejan pasar la luz a través de ellos, sin crear ningún tipo de distorsión.

Bajo una investigación importante desarrollada en el año 2006, el Dr. David Smith de la Universidad de Duke (Carolina del Norte, Estados Unidos) y el Dr. John Pendry del Imperial Collage de Londres, lograron hacer invisible un objeto a la radiación de microondas mediante el uso de estos materiales. Las microondas bordean el objeto, como el agua bordea una roca en un río, de forma que, si nos encontramos bajo este río, el patrón que sigue el agua no nos dice que hay una roca río arriba. Este proyecto resultó tan relevante que fue financiado por DARPA (Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados de Defensa).

GrafenoPero no fue hasta el año 2008 cuando Xiang Zhang, de la Universidad de California (en Berkeley), hizo desaparecer un pequeño objeto de la vista, al rodearlo con un anillo de metamateriales hechos de plata y fluoruro de magnesio con una estructura en red a escala nanométrica.

En 2011, las investigaciones van más allá, y científicos de la Universidad de Texas, liderados por Andrea Alu, consiguien hacer invisible un objeto tridimensional al aire libre utilizando metamateriales. Esta novedad podría tener miles de utilidades en un futuro, y lo que podría parecer un truco de magia de David Copperfield, podrían llegar a ser algo rutinario en un futuro cercano.

Por otro lado no debemos olvidar el hallazgo del grafeno, mencionado anteriormente, y descubierto en año 2010 por los rusos Andre Geim y Konstantin Novoselov. Los investigadores posteriormente serían los ganadores del Premio Nobel de Física 2010, gracias a sus revolucionarios descubrimientos sobre este material bidimensional. Éste, se caracteriza por poseer una alta conductividad térmica y eléctrica, además de combinar una alta elasticidad y ligereza con una extrema dureza, que lo sitúa como el material más resistente del mundo. También puede reaccionar químicamente con otros elementos y compuestos químicos, lo que convierte al grafeno en un material con un gran potencial de desarrollo. Los expertos auguran un futuro próximo con pantallas extraplanas enrollables y microchips que procesen información diez veces más rápido.
Como hemos podido observar, en sólo 14 años de este recién inaugurado siglo XXI, ya hay grandísimos avances que, sin duda, cambiarán nuestro entorno, facilitarán nuestras vidas y marcarán un antes y un después en nuestra historia. Ahora mismo estamos diseñando supermateriales, diseñando el futuro.

 

 

 

 

 

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Diseñando supermateriales, diseñaremos el futuro
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