Los Elementos Químicos

La vida en el universo se formó con hidrógeno y helio, los elementos más abundantes, y también con pequeñas cantidades de litio. En el interior de las estrellas, el hidrógeno y el helio se transforman en otros elementos químicos por fusión nuclear, formando así carbono, nitrógeno, oxígeno y hierro. Cuando las estrellas agotan su combustible, se produce una supernova, donde se forman elementos más pesados que el hierro. Los elementos artificiales son creados en laboratorios.

Vulcanización del Neumático

Un componente esencial de los neumáticos es el látex. Goodyear descubrió que la mezcla de azufre con goma de látex conseguía la consistencia y flexibilidad necesarias. En la actualidad, el látex se mezcla con aceite, azufre y otros componentes. El carbono da color al neumático. Los coches de Fórmula 1 se inflan con nitrógeno, que es más ligero que el aire y permite controlar la presión y el peso con exactitud.

Materiales Naturales y Artificiales

Los objetos naturales provienen, directa o indirectamente, de la naturaleza. Los artificiales provienen de un proceso de elaboración a partir de otras sustancias o minerales. Ejemplos de materiales artificiales son los plásticos, mientras que el papel es un material natural.

Los Plásticos

Los plásticos son materiales orgánicos formados por polímeros, constituidos por largas cadenas de átomos que contienen fundamentalmente carbono. También pueden contener oxígeno, nitrógeno, hidrógeno y azufre. La plasticidad es la propiedad que permite que se les dé forma fácilmente. Los polímeros se forman mediante la unión de un gran número de pequeñas moléculas.

Su clasificación incluye:

• Polietilen tereftalato (PET): Botellas de gaseosa.
• Polietileno de alta densidad (PEAD): Recipientes de comida.
• Policloruro de vinilo (PVC): Tuberías.
• Polietileno de baja densidad (PEBD): Bolsas de basura.
• Polipropileno (PP): Carpetas, bisutería.
• Poliestireno (PS): Embalajes.

Nanotecnología y Nanociencia

La nanotecnología se enfoca en el diseño, fabricación y aplicación de materiales y aparatos a escala nanométrica, creando materiales novedosos, especializados, más respetuosos con el medio ambiente y prácticos.

La nanociencia es el estudio de todos los aspectos científicos a esta escala dimensional, un campo científico con entidad propia gracias a la disponibilidad de nuevos instrumentos.

El Mundo del Carbono

Con una estructura atómica pequeña (6 protones y 6 neutrones), el carbono es fundamental en el planeta y está presente en los compuestos que forman los seres vivos. Sus compuestos abarcan desde el deporte hasta la construcción de objetos cotidianos, como el Airbus A380. El éxito de este avión se debe a los compuestos de fibra de carbono, más resistentes que el titanio y más ligeros que el aluminio.

Fulerenos y Nanotubos

Los fulerenos son moléculas formadas por 60 átomos de carbono con una estructura similar a una pelota. También pueden formar tubos llamados nanotubos, con pocos nanómetros de diámetro y longitudes de hasta 18 milímetros. Los nanotubos de carbono, o con otros elementos como el boro, pueden ser conductores o semiconductores, favoreciendo la electricidad. Conducen electrones casi instantáneamente sin pérdida de energía, una tecnología utilizada en pantallas de móviles.

Propiedades de la Materia

La materia es todo aquello que existe en la naturaleza y presenta masa y volumen.

Propiedades Generales

Dependen de la cantidad de material:

• Masa: Cantidad de materia de un cuerpo.
• Extensión (Volumen): Lugar que ocupa un cuerpo en el espacio.
• Impenetrabilidad: Un cuerpo no puede ocupar el mismo lugar que otro al mismo tiempo, salvo que lo desplace.
• Inercia: Un cuerpo se mantiene en reposo o movimiento hasta que una fuerza lo modifique.
• Divisibilidad: La materia se puede dividir en partes más pequeñas.
• Atracción: Tendencia de dos cuerpos a unirse.

Propiedades Específicas

No dependen de la cantidad de materia:

• Dureza: Resistencia de un sólido a ser rayado (escala de Mohs).
• Tenacidad: Resistencia a la rotura.
• Maleabilidad: Capacidad de los metales para transformarse en láminas.
• Ductibilidad: Capacidad de los metales para transformarse en hilos.
• Brillo: Capacidad de reflejar la luz.
• Elasticidad: Capacidad de recuperar la forma original tras una deformación.
• Viscosidad: Resistencia de los fluidos al desplazamiento.

Materias Primas

Las materias primas son los elementos naturales indispensables para la elaboración de productos industriales. Se clasifican según su origen o disponibilidad.

Clasificación por Origen

• Orgánico: Procedentes del sector primario (animal o vegetal).
• Inorgánico o mineral: Metálicos, no metálicos y rocas industriales.
• Químico: Obtenidos artificialmente (plásticos, fibras sintéticas).

Clasificación por Disponibilidad

• No renovables: De origen inorgánico, con un límite de consumo.
• Renovables: De origen animal o vegetal, se reproducen.

Biocontaminación

La biocontaminación es la presencia de sustancias extrañas de origen humano (basura, pesticidas, aguas sucias) en el medio ambiente, alterando los ecosistemas.

Residuos Sólidos

Los residuos sólidos son materiales desechados tras su vida útil, sin valor económico. Se componen de desechos de materiales utilizados en la fabricación o consumo de bienes. Son, en su mayoría, reciclables. Los principales productores son los ciudadanos de las grandes ciudades.

El Futuro de la Nanotecnología

La nanotecnología permite diseñar, fabricar y aplicar materiales a escala nanométrica. Las máquinas nanotecnológicas podrán ubicar átomos con precisión, creando objetos de gran exactitud, especialmente en electrónica, como procesadores.

Aplicaciones de la Nanotecnología

• Electrónica: Baterías de papel enrollables, luces LED.
• Informática: Nanochips para aumentar el número de transistores en microprocesadores.
• Medicina y farmacia: Actúan directamente sobre virus.
• Textil: Tejidos que repelen líquidos.
• Arquitectura y urbanismo: Protección contra graffiti y corrosión.
• Vidrios fotocrómicos: Cambian de color, disminuyen la temperatura interior y protegen de rayos infrarrojos.
• Cerámica: Lavabos y bañeras que repelen líquidos y bacterias.