Materiales inteligentes para la producción sostenible en la industria

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Mauricio Marulanda Mejía
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Materiales inteligentes para la producción sostenible en la industria
  1. Son
    1. los que poseen una o mas propiedades que pueden ser modificadas significativamente de manera controlada y reversible por un estimulo externo (como pueden ser: tensión mecánica, temperatura, humedad, pH o campos eléctricos o magnéticos).
    2. Su Objetivo
      1. Es aprovechar las propiedades a nivel nanométrico para desarrollar materiales y dispositivos con mejores propiedades y funcionalidades, mejorando así nuestra vida cotidiana en diversos campos para la sostenibilidad en la industria.
      2. Bibliografias
        1. Garrell Guiu, A. & Guilera Agüella, L. (2019). La industria 4.0 en la sociedad digital. Marge Books. https://elibro-net.bibliotecavirtual.unad.edu.co/es/ereader/unad/106378?. atriainnovation.com. (23 de Febrero de 2023). atriainnovation. Obtenido de Materiales Inteligentes para la Sostenibilidad: https://www.atriainnovation.com/materiales-inteligentes-para-la-sostenibilidad/. Tomado de: https://futuroelectrico.com/wp-content/uploads/2020/12/1-Materiales-inteligentes-que-son.jpg
        2. Se divide en
          1. Nanomateriales
            1. Aquellos que tienen muy mejoradas algunas de sus propiedades mediante cambios de su estructura molecular utilizando la nano» tecnología.
            2. Biomateriales
              1. Los que se obtienen manipulando los procesos de formación de las moléculas de los seres vivos de la naturaleza aplicando la ingeniería biomolecular.
            3. Clasificación en función del tipo de estimulo externo
              1. Materiales magnetoestrictivos
                1. Son aquellos que, sometidos a la acción de un campo magnético, varían su forma.
                2. Materiales piezoelectricos
                  1. Convierten la energía mecánica en energía eléctrica y viceversa.
                  2. Materiales electro y magnetorreológicos.
                    1. Son suspensiones de partículas micrométricas magnetizables, en fluidos como aceites hidrocarburos, silicona o agua que, de forma rapida y reversible, aumentan su viscosidad bajo la aplicación de campos magnéticos.
                  3. Materiales fotoactivos o fotoluminiscentes
                    1. Son aquellos capaces de responder de una manera diferenciada al ser expuestos a la luz (solar o artificial). Podemos distinguir tres tipos:
                      1. Fluorescentes
                        1. Son aquellos materiales que poseen la propiedad de emitir luz visible solo mientras son expuestos a radiaciones no visibles al ojo humano.
                        2. Fosforescentes
                          1. Son materiales capaces de emitir luz durante un cierto intervalo de tiempo después de haber sido expuestos a luz (natural o artificial).
                          2. Electroluminiscentes
                            1. Son los materiales que, al ser estimulados mediante electricidad, responden produciendo luces de diferentes colores, sin que la emisión de luz comporte producción de calor.
                        3. Materiales Cromaticos
                          1. Materiales que responden con un cambio de color ante un estímulo externo que puede ser de origen muy variado. podemos distinguir tres tipos:
                            1. Termocrómicos
                              1. Son materiales que cambian de color de forma reversible con la temperatura.
                              2. Fotocromicos
                                1. Son los cromoactivos que solo cambian de forma reversible su color mientras incide sobre ellos la luz solar, o una luz con elevado componente de ultravioleta.
                                2. Electrocrómicos
                                  1. Son los materiales que cambian su espectro de absorción y su color al aplicar una diferencia de potencial eléctrico.
                              3. Materiales con memoria de forma
                                1. Son materiales que una vez han sido deformados son capaces de volver a su forma primaria. Se pueden clasificar según el tipo de fuerza con el que se activan sus campos térmicos o magnéticos, Se utilizan en ortodoncia (alambres dentales), medicina, robótica, válvulas, en duchas, cafeteras, sistemas de unión y separación controlados, entre otras aplicaciones.
                                2. Nanotecnologías
                                  1. Es el campo de las ciencias dedicado al control y manipulación de la materia a la escala de los nanómetros, es decir, a nivel del tamaño de los átomos y moléculas.
                                    1. Las diferentes nanotecnologías existentes se definen sobre la base de la escala en que trabajan y no al tipo de sistema que estudian.
                                      1. son de carácter transversal y tienen aplicaciones en todas las actividades del quehacer humano, como pueden ser el medio ambiente, el sector energético, la medicina, la electrónica, la exploración espacial, la construcción, la industria textil, la cosmética, la industria alimentaria,
                                  2. Beneficios
                                    1. Uno de sus beneficios es su capacidad de adaptación, ya que les permite ahorrar energía y recursos, ayudando, de esta manera a reducir la huella de carbono. Además, los materiales inteligentes se pueden utilizar para construir edificios eficientes y sostenibles, lo que ayuda a conservar los recursos.
                                      1. Otro beneficio clave de los materiales inteligentes es su capacidad para optimizar el uso de recursos y promover una economía circular. Por ejemplo, los materiales termocromáticos añaden nuevas capacidades a la robótica al cambiar de color en función de la temperatura. Es por ello, que al adaptarse a las condiciones ambientales, los materiales inteligentes se pueden reutilizar y reciclar, lo que reduce el impacto ambiental y aumenta la sostenibilidad.
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