Materiales para la construcción

Una estructura que puede adaptarse a las condiciones ambientales cambiantes se llama Smart.
Esta elegancia puede lograrse mediante el uso de materiales inteligentes, como las aleaciones con memoria de forma (SMA), el cristal piezoeléctrico, los fluidos magneto-reológicos, etc.
Las estructuras inteligentes pueden cuidar de su propia salud y resistir los desastres naturales.
Son materiales que se pueden fabricar fácilmente en varias formas debido a la facilidad de procesamiento de estos materiales poliméricos, cuya propiedad los hace muy versátiles. Una aplicación potencial de los PEAs es que pueden integrarse potencialmente en sistemas microelectromecánicos para producir actuadores inteligentes.
Tienen la capacidad de alterar su forma o deformarse de manera controlada en presencia de campos magnéticos. Estos últimos también tienen la propiedad inversa de modificar su magnetización bajo la presencia de esfuerzos mecánicos.

¿Qué es un material inteligente?

Es aquella que tiene una o más propiedades que pueden ser modificadas de forma significativa de forma controlada por un estímulo externo (como el estrés mecánico, la temperatura, la humedad, el pH o los campos eléctricos o magnéticos) de forma reversible. Es decir, son aquellas que muestran el efecto observado en uno de sus aspectos cuando se estimulan mutuamente. De esta manera, se cubren todas las facetas, incluyendo las mecánicas, eléctricas, químicas, ópticas, térmicas, etc. Algunos ejemplos de materiales inteligentes que pueden añadir nuevas capacidades a la robótica y a los organismos de materiales artificiales termocromáticos que muestran un cambio de color con el calor y polímeros electroactivos que generan rendimiento mecánico cuando reciben estimulación eléctrica. Los materiales inteligentes pueden ser duros, como los materiales piezoeléctricos; flexibles, como las aleaciones con memoria de forma; blandos, como los elastómeros dieléctricos; y líquidos, como los ferrofluidos y los fluidos electro-reológicos.

Revisión histórica de los materiales inteligentes.

El desarrollo de los materiales inteligentes se debe principalmente al desarrollo de tecnologías que permiten comprender cada vez más el mundo subatómico y cómo manipularlo.
Al mismo tiempo, algunos materiales inteligentes permiten el desarrollo de nuevas tecnologías, por lo que hay una retroalimentación constante. Una de las maneras de medir el desarrollo de estos materiales en una escala de tiempo es observar cuán lejos ha llegado el hombre en la observación del mundo subatómico. Los primeros intentos se hicieron en el siglo XVII, donde varios estudiosos inventaron los primeros microscopios de un conjunto de lentes.

Sin embargo, no fue hasta mediados de este siglo que la holandesa Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723) perfeccionó el microscopio utilizando unas lentes pequeñas, potentes y de calidad, y su dispositivo era más pequeño. En 1676, pudo observar la cantidad de microorganismos contenidos en el agua estancada.
También descubrió el semen humano; y luego, en 1683, las bacterias. Durante las décadas siguientes, los microscopios fueron creciendo en precisión y complejidad y fueron la base de muchos avances científicos.

Nuevos materiales de construcción

Los materiales inteligentes están diseñados para responder a estímulos externos, prolongar su vida útil, ahorrar energía o simplemente adaptarse para ser más cómodos para los seres humanos.
Desde la madera y el hierro como elementos tradicionales de construcción, ha habido mucha agua bajo el puente. Hoy en día, la investigación en materiales es una disciplina con creciente autonomía y centralismo en el mundo de la ciencia.

Hace sólo treinta años, los materiales eran buenos conductores, los plásticos eran aislantes y el diamante era el único material duro. Hoy en día las cosas han cambiado mucho, y hay nuevos productos como superconductores, carbono molecular, polímeros conductores e incluso metales transparentes.
Cómo se clasifican los materiales inteligentes
Los científicos que estudian y desarrollan nuevos materiales inteligentes han hecho una clasificación de los llamados materiales inteligentes por su capacidad de reaccionar a ciertos estímulos, porque fueron programados para realizar funciones específicas. Gracias a esta capacidad de algunos materiales se amplían las posibilidades de uso, en áreas de la industria tecnológica como la robótica, Internet, la producción de energía renovable y muchas otras. A continuación veremos cuáles son estos materiales y sus principales características.

Fotoluminiscente:

Se denomina luminiscencia a todo proceso de emisión de luz, cuyo origen no se debe exclusivamente a las altas temperaturas, sino que es una forma de «luz fría», en la que la emisión de radiación luminosa se produce a temperatura ambiente o baja. Depende de la energía que se origina y se puede hablar de diferentes tipos de luminiscencia: fotoluminiscencia, termoluminiscencia, quimioluminiscencia, fluorescencia, fosforescencia, triboluminiscencia, luminiscencia y radioluminiscencia. Dependiendo de la radiación que estimule la emisión de luz, tendremos los siguientes procesos luminiscentes:

  1. Fotoluminiscencia: la fotoluminiscencia es una luminiscencia en la que la energía de activación es electromagnética en la fuente (rayos ultravioleta, rayos X o rayos catódicos).
  2. Catodoluminiscencia: Si la fuente es un bombardeo con electrones acelerados.
  3. Radioluminiscencia: Si el origen es una irradiación con rayos α, β o γ.

Piezoeléctrico:

Los piezoeléctricos son aquellos que, al ser sometidos a esfuerzos mecánicos, adquieren una polarización eléctrica en su masa y aparece en la superficie una diferencia de potencial y de cargas eléctricas. Este fenómeno también ocurre por el contrario: se deforman bajo la acción de las fuerzas internas cuando se someten a un campo eléctrico. El efecto piezoeléctrico suele ser reversible: al no someter los cristales a una tensión o campo eléctrico externo, recuperan su forma.

Cromado:

Son los materiales en los que se producen cambios de color como consecuencia de algún fenómeno externo, como la corriente eléctrica, la radiación ultravioleta, los rayos X, la temperatura o la presión. Se pueden clasificar en:

  1. Termocrómico que cambia de color reversiblemente con la temperatura, este cambio de color ocurre dentro de un rango de temperatura y como regla general son compuestos semiconductores.
    Los electrocrómicos tienen la propiedad de alterar el espectro de absorción y normalmente también cambian de color, alterando el estado de oxidación de la aplicación de una diferencia de potencial externo.
  2. Los fotocromáticos cambian de color reversiblemente con los cambios en la intensidad de la luz. Este tipo de material no se ve en áreas oscuras. Cuando la luz solar o la radiación UV se aplica a la estructura molecular del material, cambia y aparece el color, que desaparece cuando se detiene en la fuente.

Electroreológicos y Magnetoreológicos:

Es el material que responde a la aplicación de un campo magnético con un cambio en su comportamiento reológico y está compuesto de partículas magnetizables finamente divididas y suspendidas en un soporte líquido, como aceite mineral, aceite o soporte sólido con suficiente elasticidad. para la orientación de los dipolos ante el campo magnético externo.

Materiales de memoria de forma:

Son aquellos que tienen la habilidad de memorizar su forma y tienen la oportunidad de regresar a la forma después de haber sido deformados. Este efecto de memoria puede ser producido por cambio térmico o magnético y, además, son capaces de repetir este procedimiento a un número incontable de veces sin deterioro de la calidad. Estos materiales pueden ser de aleaciones, cerámicas, polímeros y aleaciones ferromagnéticas.

Materiales para la construcción

Uso inteligente de los materiales

Estos materiales que acabamos de conocer ofrecen multitud de aplicaciones para aumentar la capacidad de todo tipo de tecnología, aquí describimos algunas de ellas.

Batería:

En este sentido todavía se producen muchos nuevos logros y los científicos españoles hicieron de Gonzalo Murillo, quien está desarrollando un nuevo tipo de batería que convierte la energía mecánica en energía eléctrica mediante materiales piezoeléctricos que convierten las vibraciones de voltaje. Para estos dispositivos diseñados para alimentar pequeños sensores en vehículos u objetos conectados a Internet, que son capaces de generar unos pocos miliwatts se utilizan para comprimir el material piezoeléctrico que genera una separación de cargas en la que se genera la electricidad Para conseguir este grado de compresión, se diseña la estructura de la trampa que resuena con cierta frecuencia. Gracias a esta tecnología, usted puede utilizar diferentes tipos de dispositivos portátiles, así como audífonos.

Impresión en 3D:

No cabe duda de que la impresión en 3D sirve de catalizador para todo lo relacionado con el desarrollo de nuevos materiales, especialmente haciendo inventar una nueva forma de fabricación y haciendo que los procesos de fabricación sean accesibles a muchas personas, lo que lleva a un creciente interés en la creación de nuevos materiales con propiedades específicas. Para satisfacer esta necesidad, los ingenieros del MIT han desarrollado un sistema que utiliza polímeros a base de aceite que se utilizan comúnmente como material para la impresión 3D de tipo de celulosa de origen vegetal, lo que tiene muchas ventajas sobre el sistema tradicional. Es una alternativa renovable y biodegradable que proporciona un material menos costoso y más duradero y también tiene propiedades antimicrobianas. Para ello se utiliza acetato de celulosa, que permite su uso en impresoras de inyección de tinta y, cuando se evapora, se endurece rápidamente. De esta forma, se obtiene la impresión de objetos cuya dureza es muy superior a la que se consigue con la mayoría de los materiales utilizados habitualmente en la impresión en 3D, incluyendo ABS y PLA.

Pantallas:

Empresas como Apple y Samsung han hecho grandes progresos gracias a los smartphones, lo que ha llevado al desarrollo de pantallas, que cada vez tienen un tamaño más grande y tienen mejoras significativas en el nivel de resolución y en la interacción con el usuario. Además, el aspecto de la resistencia es muy importante, que es lo que los científicos de la Universidad de California, Riverside, liderados por Wang Chao, han desarrollado: una pantalla que no puede ser reparada, sólo que puede reparar pantallas específicamente, para ello se utilizan varios polímeros capaces de cerrar las grietas que se forman en la pantalla después de un golpe, sin necesidad de intervención humana. Este material tiene excelentes propiedades, lo que le permite extender su tamaño hasta más de cincuenta veces, basándose en un sistema muy similar al de la piel humana en términos de reparación, ya que cuando hacemos una herida abierta, las extremidades se estiran para cerrarse completamente. Este es el primer material conductor de electricidad que tiene la capacidad de repararse a sí mismo, especialmente recomendado para las pantallas táctiles de los dispositivos.

Superficie:

La competencia en el campo espacial está en su apogeo tras la entrada de varias empresas privadas especializadas en actividades relacionadas con el espacio y el renacimiento de los programas espaciales de la NASA y otros organismos. Para resolver este auge del interés de la humanidad por conquistar el espacio, es necesario avanzar en el desarrollo de nuevos materiales, como para la fabricación de vehículos, así como para otros tipos de objetos, como los trajes espaciales para astronautas. Un ejemplo de ello es el nuevo material desarrollado por el grupo de verificación de la NASA, con la ayuda de la impresión en 3D y que puede ser utilizado para diferentes fines. Es un nuevo tipo de tejido que tiene la siguiente representación: la parte superior refleja la luz y mantiene el calor por sí misma, y en su interior tiene el efecto de aislamiento, protegiendo adecuadamente lo que hay dentro, ya sea un objeto, el lugar o el cuerpo de la persona. Para su desarrollo, utilizaron un proceso que se denominó impresión 4D, ya que además de construir piezas tridimensionales, también se fabrican en base al material.

Además, el proceso de producción de este nuevo material está diseñado para aprovechar los recursos naturales que se pueden encontrar en el planeta donde se utilizará y, por tanto, llevar a cabo la fabricación in situ, además de permitir su reutilización para la producción de otros materiales. productos basados en este material.

Potencia y energía:

Para que la generación de energía limpia sea aún insuficiente para resolver el problema en el que nos encontramos con la contaminación ambiental y el calentamiento global, podemos considerar que la situación está mejorando paulatinamente gracias a muchos de los avances que se producen en el campo de la investigación científica para la generación de energía renovable, principalmente para la obtención de energía a partir del sol. en el caso del trabajo de los investigadores del Laboratorio de Caracterización de Dispositivos Orgánicos de la Universidad Rey Juan Carlos en conjunto, se utiliza un nuevo material llamado perovskita metilamï¿? El híbrido de perovskita de metilamida tiene el 20% de la eficiencia certificada y se posiciona como una alternativa barata a las tecnologías existentes para la producción de placas de células solares, permitiendo la producción del uso de técnicas mucho más simples y de baja temperatura (< 150 ° C), permite nuevas aplicaciones. Los resultados de este estudio representan un paso importante hacia la fabricación de células solares de capa fina, como la tecnología actual basada en materiales inorgánicos como el telurio de cadmio (CST) o el seleniuro de cobre, indio y galio (CIGS) que utilizan métodos de producción más caros de alta temperatura de proceso (> 500∞).

Diseño y construcción:

Las mejoras en los materiales utilizados en la construcción, como el cemento, el hormigón y el asfalto, son objeto de numerosos estudios, destinados a ofrecer mejoras en términos de resistencia, eficiencia y reducción de costes, en particular. Gracias a la nanotecnología, el cemento ecológico y termocrómico cambia de color con la temperatura y puede ser utilizado como un recubrimiento inteligente. Además, estamos trabajando en un nuevo tipo de concreto que puede ser reparado. A diferencia de otros estudios de reparación de hormigón en el exterior, este material puede ser capaz de recuperarse desde el interior, y las microcápsulas que contienen silicio relleno de resina epoxi se rompen cuando se producen grietas en el hormigón a reparar.
En el caso del asfalto, se espera duplicar la vida útil del asfalto añadiendo unas pequeñas fibras de lana de acero que tienen la capacidad de fundir el asfalto cuando pasa la corriente eléctrica, permitiendo recuperar la mezcla de asfalto y grava que se utiliza como pavimento en las carreteras. Otro uso inteligente de los materiales en el sector de la construcción es el desarrollo de estructuras inteligentes que, gracias a la combinación de materiales inteligentes, son capaces de autodiagnosticarse y cambiar para adaptarse a circunstancias que se han marcado como óptimas o correctas.

Sensores:

El desarrollo de sensores para el gran campo que se abre a través de tecnologías de Internet de las cosas es una de las utilidades que garantiza las investigaciones llevadas a cabo en el proyecto Graphos, que dirige una empresa de especialidades químicas de CROMOGENIA y propone contar con nanoestructuras de grafeno y carbono en una amplia gama de matrices poliméricas que está a la espera de lograr su integración en un gran número de productos con características avanzadas y propiedades mecánicas mejoradas.

Robótica:

Gracias al desarrollo de diversos tipos de materiales, el desarrollo de la robótica blanda es un gran paso adelante, una nueva disciplina de la tecnología que permitirá un gran avance en el sentido de que la robótica nos ofrece las mejores utilidades para las personas. Actualmente se trabaja en la creación de nuevos materiales para ayudar a curar enfermedades a través de la investigación como el diseño de una piel robótica que ayude a las personas. Estos imitan las habilidades de algunos animales, como el poder de conocer el entorno o regular su temperatura corporal. Los científicos trabajan en el desarrollo de vendajes inteligentes capaces de curar heridas y también exploran cómo lograr un reemplazo normal de la ropa, algo así como una segunda piel que se adapta al cuerpo. A través de estas innovaciones se puede ayudar a las personas mayores o con discapacidad a recuperar la movilidad y que, en el futuro, todos los asientos puedan ser sustituidos por pantalones que generen movimiento.

Biónico:

En la fusión de la tecnología con la biología, somos una de las principales palancas del salto evolutivo que se produce en la época de la humanidad en busca de nuevos horizontes, y del nivel de amplificación de la vida y lo que se refiere a la exploración del espacio. Para ambos aspectos son importantes avances que se realizan a través de la biónica, ahora los científicos han sido capaces de regenerar las células cartilaginosas extraídas de pacientes sometidos a cirugía de rodilla, para luego manipularlas en el laboratorio y rejuvenecerlas, volviendo al estado de células madre pluripotentes, que son células madre capaces de convertirse en células de diferentes tipos. Estas células madre tienen la capacidad de propagarse después de ser encapsuladas en un compuesto de celulosa nanofibrilada que se imprime para producir más bosques utilizando la bioimpresión en 3D.

Transporte:

El uso de nuevos materiales en el mundo del transporte puede generar importantes beneficios en la reducción de esta nociva contaminación, el medio ambiente, la reducción de los costes de combustible y la mejora de la eficiencia de los vehículos. También vemos que todos los tipos de transporte pueden beneficiarse de estos avances, como en el caso de las bicicletas, donde encontramos innovaciones interesantes, como la de la empresa española Racormance, que creó la primera bicicleta del mundo fabricada en fibra. Basalto La compañía utiliza la fibra de basalto por sus excelentes propiedades de absorción de impactos y vibración. Además, otra de las principales propuestas de valor de la compañía es su compromiso con la producción 100% Made in Spain.

Ropa:

En el mundo de la moda se puede mejorar mucho con el desarrollo de nuevos materiales. Hoy en día, los estudios se centran en crear nuevas prendas deportivas de entrenamiento que tengan las características de ser transpirables y que tengan válvulas de ventilación que se abren y cierran en respuesta al calor y al sudor. Estas válvulas de ventilación se alinean con los microbios de células vivas que se contraen y se expanden en respuesta a los cambios en la humedad, actuando como sensores y activadores para asegurar que las válvulas se abren cuando el atleta suda y se cierran cuando el cuerpo es removido. Los científicos legales trabajan en un modelo con el cual es posible combinar nuestras células de herramientas genéticas para introducir otras características de estas células vivas. Por ejemplo, con el uso de la fluorescencia para hacer visible a las personas que trabajan en la oscuridad. También se pueden combinar las funciones de bloqueo de olores a través de la ingeniería genética, tal vez después de ir al gimnasio la camisa que usamos pueda oler bien.

Principales factores que afectan a la salud estructural de las construcciones

  1. Liquidación diferencial.
  2. La tierra tiembla y las vibraciones.
  3. Dificultad estructural.
  4. Corrosión de la armadura.
  5. Temperatura subrayada.
  6. Sinopsis de problemas y soluciones para el uso de materiales de construcción convencionales e inteligentes.
  7. Estructuras construidas en suelos arcillosos propensos a asentamientos diferenciales
  8. La consolidación del sector de la arcilla es muy lenta
  9. La arcilla tiene una alta ola de contracción de la naturaleza.

Los métodos inteligentes para resolverlo son:

  1. Bajo la base de la pila de molienda
  2. Proporcionar un delantal impermeable
  3. Sustitución de una capa de arcilla por SNC.
  4. La manera inteligente de evitar los asentamientos
  5. El volumen de arcilla no cambia si se mantiene el contenido óptimo de humedad.
  6. Esto puede lograrse adoptando el principio de la electrosmosis, como se muestra a continuación.
  7. Movimientos telúricos (vibraciones de la tierra)
  8. Las ondas sísmicas o las ondas de choque de otros pueden ser desastrosas para una estructura si está en frecuencia de resonancia.
  9. Se caracteriza por la rapidez de aparición y la violencia del ataque.
  10. Los métodos convencionales de diseño de sismos resistentes a las estructuras de tierra no han demostrado ser muy efectivos hasta ahora.
  11. Una forma inteligente de resistirse al Terremoto de la Tierra
  12. Los fluidos magneto-reológicos son un material inteligente que cambia de líquido a sólido cuando se expone al campo magnético.
  13. Cuando este líquido se llena en un cilindro y se expone a la alternancia magnética, puede actuar como amortiguador.
  14. Se utiliza un dispositivo de ultrasonido para detectar ondas sísmicas. Se convierte en corriente alterna y se transmite a los tampones.
  15. La transformación sólido-líquido se realiza con una frecuencia correspondiente a la de la onda sísmica.
  16. La onda sísmica es destructiva y se impide que el edificio tenga un impacto.
  17. Se estima que un tope de 200 kg puede soportar una fuerza de 20000N.
  18. En el edificio se instalan muchos amortiguadores.

Desarrollo de estructuras para edificios:

  1. Análisis y diseño inadecuados
  2. Condiciones de carga inesperadas
  3. El sufrimiento severo puede incluso causar un colapso estructural. La manera convencional de
  4. superar este problema es proporcionar un factor de seguridad.
  5. Dinámica de soluciones para la construcción de estructuras:
  6. Una lámina piezoeléctrica de fluoruro de polivinilideno (PVDF) colocada debajo de la estructura.
  7. Cuando una carga causa una desviación en el haz, el PVDF desarrolla cargas eléctricas.
  8. Estas cargas son amplificadas y convertidas en energía térmica.
  9. Esta energía es suministrada calor a un SMA en los lados de la estructura.
  10. Las interrupciones de vecindario de derivación causadas por la carga son contrarrestadas por la fuerza lateral ejercida por el SMA.
  11. Esta disposición puede utilizarse para controlar el alcance de la desviación del material y determinar así el punto de peligro ante un fallo real.

Construcción de puentes:

El refuerzo de las barras sufre la reacción electroquímica debida principalmente a:

  1. Uso de agua salada en la preparación de mortero.
  2. Debido a la filtración del agua en la estructura.
  3. En ambos casos, se realiza una electroplastia localizada, provocando presión en el elemento de hormigón.

Una forma inteligente de comprobar si hay corrosión:

  1. Una fina lámina de material inalterable no siempre está alrededor de la barra de refuerzo.
  2. La chapa tiene un potencial positivo y la barra tiene un potencial negativo.
  3. Cuando el refuerzo de diámetro que entra en contacto con la lámina aumenta.
  4. Ahora, el galvanizado ocurre en la dirección opuesta.

Ventajas de las estructuras inteligentes

  1. Esta estructura de corte reduce muchos de los costes generados por el uso de material en la pila de fresado y el factor de seguridad.
  2. La India tiene el 25% de la superficie propensa a los terremotos. Esta tecnología inteligente le ayudará a salvar a muchos hombres y materiales.
  3. La vigilancia de la salud de las estructuras ayudará a la falta de previsión y le dará tiempo para la rehabilitación.
  4. El 35% de Pleateau Deccan tiene algodón negro en el suelo, el uso de esta tecnología puede garantizar una construcción segura y económica.3A medida que la estructura se mantiene constantemente, la vida útil y el aumento de la necesidad de reparaciones disminuye.

Investigación en el campo de los materiales inteligentes

Además de los sectores que acabamos de describir, se está investigando mucho más para crear nuevos materiales y encontrar nuevas aplicaciones para los ya existentes. Estas son algunas de las últimas investigaciones en el campo de la ciencia de los materiales:
Un equipo de científicos de la Universidad de Minnesota ha sintetizado un material transparente que tiene una gran conductividad. Este nuevo material toma la forma de una lámina y es el más conductor de su tipo, por lo que puede ofrecer una importante utilidad en el campo de la electrónica. La peculiaridad de este nanomaterial tiene su origen en la banda prohibida, que identifica a los semiconductores. En este caso, la banda es ancha y cuando esto sucede, la conductividad es baja o los compuestos no son muy transparentes. Pero en este caso el material sintetizado tiene dos virtudes que normalmente no van de la mano: la conductividad y la transparencia. Gracias a esto, puede ser utilizado para la fabricación de pantallas, paneles táctiles e incluso paneles solares.
Investigadores del Centro Tecnológico del Plástico (Andaltec) participan en el proyecto europeo GraFood, cuyo objetivo es desarrollar un envase innovador para alimentos a base de grafito, gracias al cual los alimentos puedan mantenerse en buenas condiciones durante más tiempo. El uso de nanomateriales en el envasado de alimentos también reducirá la cantidad de alimentos desperdiciados, aumentando la conservación de los alimentos envasados. Para ello, los investigadores han propuesto la creación de un contenedor activo a base de papel y ácido poliláctico (PLA) modificado con óxido de grafeno activado por probióticos y nano-Ag-TiO2.
Científicos de la Universidad de Heilongjiang, China, han desarrollado una nueva técnica para producir grafeno a partir de la biomasa generada a partir de celulosa en mazorcas de maíz. Gracias a esta nueva técnica, se mejoran los métodos tradicionales de obtención del grafeno, lo que se ve obstaculizado por los largos períodos de producción y la limitada capacidad de producción, además de la producción de contaminantes ambientales.

Materiales para la construcción

Investigadores de la Universidad de Erlangen-Nürnberg han desarrollado un nuevo invento en el campo de la iluminación llamado Bioled, en el que a través de la biotecnología ha sido posible crear una lámpara que funciona gracias a proteínas o ADN con propiedades fluorescentes. Los componentes luminiscentes contienen un polímero proteico que forma la cápsula de caucho o carcasa que cubre parte del diodo. Las proteínas, producidas por bacterias, tienen la capacidad de emitir luz blanca pura después de ser excitadas por otras fuentes de luz, como los LED azules o ultravioletas.
Un equipo internacional de científicos, liderado por Jan Johansson y Anna Rising de la Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas, ha diseñado un nuevo método para producir seda artificial de araña, bio-inspirada en seda natural de araña, pero con propiedades que la hacen más difícil y más barata de obtener, ofreciendo aplicaciones tan diversas como los textiles para la absorción de impactos o los dispositivos médicos avanzados. Para lograrlo, se inspiraron en la forma en que las arañas producen la seda para desarrollar la proteína híbrida, que incluye secuencias de aminoácidos presentes en las sedas de dos especies diferentes de arañas, con el fin de controlar la coagulación de las proteínas, imitando el proceso de hilado natural en las mismas arañas.
Científicos de la Universidad de Tokio, liderados por Takao Someya, han desarrollado un nuevo conductor elástico imprimible que mantiene una alta conductividad, incluso cuando se estira hasta cinco veces su longitud. Su forma es tinta pastosa, que puede ser impresa en telas y superficies de goma, actuando como un alambre elástico que puede ser utilizado para productos de tecnología portátil que incorporan sensores, así como para dar funciones de robot similares a las de la piel humana.
Un equipo de la Universidad de Berkeley descubrió un material que viola la ley de Wiedemann-Franz, lo que indica que cuando una corriente eléctrica pasa a través de un material metálico, se calienta. Sin embargo, este nuevo material llamado dióxido de vanadio a temperatura ambiente tiene una conductividad térmica hasta diez veces menor de lo que debería ser. Gracias a las propiedades de este material se puede utilizar, por ejemplo, para el diseño de nuevos motores que disipan el calor o para hacer cubiertas de ventanas que pueden disipar la temperatura en verano y evitar la pérdida de calor en invierno.
Un equipo de investigadores del MIT encontró que la clasificación del grafeno y su fusión en una estructura de malla no sólo retiene la resistencia del material, sino que también mantiene el grafeno poroso. Este nuevo material, con su particular geometría, es más fuerte que el grafeno y exactamente 10 veces más fuerte que el acero, teniendo sólo el 5% de su densidad. Esto demuestra que el aspecto crucial de las nuevas formas tridimensionales tiene más que ver con su inusual configuración geométrica que con el propio material, lo que sugiere que se pueden fabricar materiales igualmente fuertes y ligeros a partir de una variedad de otros materiales, creando características geométricas similares. Este nuevo material, extremadamente resistente y excepcionalmente ligero, tendrá muchas aplicaciones en sectores como la construcción de infraestructuras.

Una investigación del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología dirigida por Clivia Sotomayor revela que los cristales de silicio optomecánicos, que están diseñados para limitar los fotones a nanoescala y las unidades de movimiento cuánticas mecánicas, llamadas fonones en el mismo espacio físico, pueden codificar los datos utilizando el caos, lo que podría eventualmente cambiar el futuro de las telecomunicaciones. Esta investigación podría servir de base para el desarrollo de una nueva tecnología de transmisión de información codificada, que combine fonones, señales fotónicas de radiofrecuencia y electrónica.
Investigadores de Caltech y Berkeley Lab USA, liderados por John Gregoire, han desarrollado un método para descubrir material de alta velocidad capaz de convertir el agua en combustible. Gracias a este avance, se pudo acelerar la sustitución del carbón, el petróleo y otros combustibles fósiles por combustibles solares comercialmente viables. Los combustibles solares están compuestos de materiales que pueden capturar y almacenar energía solar en sus enlaces químicos para su uso posterior cuando sea necesario. Para ello se utilizan materiales llamados fotoanodos, que tienen la capacidad de dividir el agua utilizando la luz como fuente de energía.