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Materiales Inteligentes

Los materiales de inteligentes se utilizan por su resistencia estructural inherente o por sus propiedades funcionales. A menudo, se diseña un circuito de control de retro-alimentación para que se controle la respuesta mecánica del material y se pueda controlar el entorno que está causando dicha respuesta.

La evolución de un nuevo tipo de material denominado «Inteligente«, o «Adaptativo» por varios investigadores como, Rogers (1988) y Ahmad (1988).  Investigadores que fueron testigo de un desarrollo significativo en la ciencia de los materiales se dieron cuenta de que el material se adapta al entorno en lugar de controlarlo.

En este contexto, el desarrollo en el área de la investigación de materiales tiene como objetivo incorporar la inteligencia en los materiales de ingeniería, lo que les permite detectar los estímulos externos y alterar sus propias propiedades para adaptarse a los cambios en el entorno.

Materiales Inteligentes


¿Que son los materiales inteligentes?

Esta herramienta que suelen ser denominados tambien como “receptivos”, cuentan en las empresas como piezas diseñadas, conformadas por propiedades que pueden ser modificadas dependiendo del entorno.

Son capaces de modificarse por medio de estímulos externos, como:

  • Estrés.
  • Temperatura.
  • Humedad.
  • PH.
  • Campos eléctricos o magnéticos.
  • Luz.
  • Compuestos químicos.

Los materiales inteligentes son la base de muchas aplicaciones, incluidos los sensores y músculos artificiales, particularmente como polímeros activados eléctricamente.

Tipos de materiales inteligentes

Hay varios tipos de materiales inteligentes, de los cuales ya son comunes algunos de ejemplos siguientes:

Materiales piezoeléctricos

Los materiales piezoeléctricos son materiales que producen un voltaje cuando se aplica tensión. Como este efecto también se aplica de forma inversa, un voltaje en la muestra producirá tensión dentro de la misma. Por lo tanto, se pueden hacer estructuras adecuadamente diseñadas hechas de estos materiales que se doblen, expandan o contraigan cuando se aplica un voltaje.

Las aleaciones con memoria de forma y los polímeros con memoria de forma son materiales en los que se puede inducir y recuperar una gran deformación a través de cambios de temperatura.

Materiales fotovoltaicos

Materiales fotovoltaicos u optoelectrónicos convierten la luz en corriente eléctrica.

Polímeros electroactivos

Polímeros electroactivos (EAP) cambian su volumen por voltaje o campos eléctricos

Materiales magnetoestrictivos

Los materiales magnetoestrictivos exhiben cambios de forma bajo la influencia del campo magnético y también exhiben cambios en su magnetización bajo la influencia del estrés mecánico.

Las aleaciones con memoria de forma magnética son materiales que cambian su forma en respuesta a un cambio significativo en el campo magnético.

Polímeros inorgánicos inteligentes que muestran propiedades ajustables y sensibles.

Los polímeros sensibles al pH son materiales que cambian de volumen cuando cambia el pH del medio circundante. Los polímeros que responden a la temperatura son materiales que experimentan cambios en la temperatura.

Materiales halocrómicos

Los materiales halocrómicos son materiales de uso común que cambian su color como resultado del cambio de acidez. Una aplicación sugerida es para pinturas que pueden cambiar de color para indicar corrosión en el metal debajo de ellas.

Sistemas cromogénicos

Los sistemas cromogénicos cambian de color en respuesta a cambios eléctricos, ópticos o térmicos. Estos incluyen materiales electrocrómicos, que cambian su color u opacidad en la aplicación de un voltaje (por ejemplo, pantallas de cristal líquido), los materiales termocrómicos cambian de color dependiendo de su temperatura, y los materiales fotocromáticos, que cambian de color en respuesta a la luz, por ejemplo, gafas de sol sensibles a la luz que se oscurecen cuando se exponen a la luz solar brillante.

Otros materiales inteligentes

  • La policaprolactona (polimorfo) se puede moldear por inmersión en agua caliente. Los materiales de autocuración tienen la capacidad intrínseca de reparar el daño debido al uso normal, expandiendo así la vida útil del material.
  • Los elastómeros dieléctricos (DE) son sistemas de materiales inteligentes que producen grandes deformaciones (hasta 500%) bajo la influencia de un campo eléctrico externo.
  • Los materiales magnetocalóricos son compuestos que sufren un cambio reversible en la temperatura cuando se exponen a un campo magnético cambiante.
  • Los materiales termoeléctricos se utilizan para construir dispositivos que convierten las diferencias de temperatura en electricidad y viceversa.
  • Los materiales quimiosensibles cambian de tamaño o volumen bajo la influencia de compuestos químicos o biológicos externos

Referencias, créditos & citaciones en formato APA: Revista educativa Tareaeductiva.com. Equipo de redacción profesional. (2020, 02). Materiales Inteligentes. Escrito por: Equipo de investigación educativa. Obtenido en fecha , desde el sitio web: https://www.tareaeducativa.com/materiales/materiales_inteligentes.html.

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