Los nuevos materiales son aquellos que se han desarrollado recientemente o que están en proceso de desarrollo y que tienen propiedades especiales o mejoras significativas en comparación con los materiales convencionales. Estos materiales pueden ser de diversos tipos, como metales, polímeros, compuestos, cerámicos, materiales nanométricos, materiales superconductores, entre otros.
Estos materiales pueden tener propiedades mejoradas en términos de dureza, resistencia, conductividad térmica y eléctrica, resistencia a la corrosión, entre otras, lo que los hace muy útiles en diversas aplicaciones industriales y tecnológicas. Algunos ejemplos incluyen los materiales compuestos de fibra de vidrio y resina, los materiales superconductores a alta temperatura, los materiales nanométricos como el grafito y los polímeros conductores.
En la actualidad, el desarrollo de nuevos materiales es un área de investigación muy importante y activa, ya que estos materiales pueden tener un gran impacto en la tecnología y en la industria, y pueden ser utilizados en una gran variedad de aplicaciones, desde la fabricación de componentes electrónicos hasta la construcción de edificios y estructuras.
Nanotubos
Los nanotubos o nanotubos de carbono son un nuevos materiales de tipo nanométrico con forma de tubo. Aunque los hay de distintos materiales, como borio, galio, silicio o titanio, los nanotubos de carbono son los que mejores resultados han dado, por ahora, en laboratorio. Están formados por átomos de carbono y tienen un diámetro de nanómetros.
Su estructura cristalina es similar al grafito y ofrecen propiedades mecánicas, térmicas y eléctricas por encima de lo que tenemos a nuestro alcance en la actualidad. Los nanotubos de carbono tienen una gran cantidad de aplicaciones potenciales debido a sus excelentes propiedades físicas. Algunos ejemplos de aplicaciones prácticas incluyen su uso como refuerzo en materiales compuestos, en dispositivos electrónicos y sensores, y en aplicaciones energéticas, como en baterías de iones de litio y en dispositivos solares.
Además, se están llevando a cabo investigaciones para desarrollar nuevas aplicaciones de los nanotubos de carbono en campos como la medicina y la ingeniería de tejidos. Una de las investigaciones más recientes relacionadas con los nanotubos consistió en transportar fármacos al interior de las células.
Fullereno
Un fullereno o fulereno es una molécula de carbono con forma geométrica. Su aspecto recuerda a una esfera, un elipsoide, un tubo o un anillo. Precisamente, los nanotubos están incluidos en esta nomenclatura. Su tamaño es nanométrico y su nombre se debe al diseñador, arquitecto e inventor estadounidense Richard Buckminster Fuller, conocido por diseñar ese tipo de formas geométricas desde 1948. Sin embargo, los responsables de crear estas formas a nivel molecular son los científicos Harold Kroto, Robert Curl y Richard Smalley. Las descubrieron en 1985 y les hizo ganar el Premio Nobel de Química en 1996.
Los hay de diferentes tipos, por lo que podemos disponer de nuevos materiales a raudales en los próximos años. Se suelen nombrar por el número de átomos de carbono que lo forman. Por ejemplo, el C60, que es el más conocido. Y todavía se encuentran bajo el escrutinio de investigadores de todo el mundo. Ya que dependiendo de su manipulación, forma y elementos, puede tener unas u otras propiedades.
¿Para qué sirven los fullerenos? Una de las claves de estos materiales es que tiene prometedoras propiedades químicas, físicas y biológicas. Pero muchas están todavía por descubrir. Los fullerenos tienen propiedades químicas únicas y se han utilizado en diversas aplicaciones, como en la fabricación de materiales compuestos, en la industria química y en la medicina.
El fullereno C60, por ejemplo, es uno de estos nuevos materiales más popular. Resulta muy resistente y es un buen conductor de calor y de electricidad. Otros fullerenos permiten crear antioxidantes, agentes antivirales, facilitar la entrega de medicamentos dentro del cuerpo humano o fabricar herramientas y utilidades como gafas de protección solar.
Espuma metálica
Las espumas metálicas son nuevos materiales compuestos por una matriz de metal con un alto porcentaje de vacíos, lo que las hace muy ligeras y resistentes. Se fabrican a partir de metales puros o aleaciones metálicas y se pueden hacer en diferentes formas y tamaños.
Tienen una serie de propiedades interesantes que las hacen muy útiles en diversas aplicaciones. Por ejemplo, son materiales muy ligeros y resistentes, y tienen una buena capacidad de absorción de energía. Además, las espumas metálicas tienen una alta conductividad térmica y eléctrica y una buena resistencia a la corrosión. Algunos ejemplos de aplicaciones de las espumas metálicas incluyen su uso en la fabricación de componentes estructurales y de ingeniería, en la industria aeroespacial y en la protección contra el fuego y la radiación.
Nanocelulosa
Resistente, renovable y biodegradable. La nanocelulosa es la versión nanométrica de la celulosa, un material que el ser humano lleva empleando desde tiempos inmemoriales. La extraemos de la madera y del algodón. Y en los últimos años se le están dando nuevas utilidades gracias a descubrimientos en el ámbito de las microfibras. Entre las propiedades de la nanocelulosa, destacan su resistencia, superior al acero, y su peso, por debajo del acero y el aluminio.
Al igual que en los ejemplos anteriores de nuevos materiales, la nanocelulosa es un material con un gran potencial. Y se está investigando su uso en diversas aplicaciones, como en la fabricación de materiales compuestos, en la industria papelera y en la industria de los plásticos. Incluso se podría emplear en aplicaciones biomédicas. Como impresión 3D de prótesis. O en la electrónica. Para la creación de pantallas flexibles. E incluso en la construcción. Para que el cemento sea más resistente incluyendo un porcentaje de nanocelulosa.
Metamateriales
Hace años que se viene hablando de los metamateriales. Y precisamente por ser una categoría tan prometedora de nuevos materiales, investigadores de todo el mundo siguen trabajando en exprimir todo su potencial en diferentes ámbitos. Básicamente son materiales artificiales como el grafeno que tienen propiedades electromagnéticas especiales. Según su estructura y forma, dan pie a nuevos materiales con características que no siempre encontramos en la naturaleza.
Aislamiento acústico, invisibilidad gracias a sus capacidades ópticas, permeabilidad magnética o conducción eléctrica… La lista es interminable. Y gracias a la combinación de impresión 3D e inteligencia artificial, es posible descubrir nuevos metamateriales en un periodo corto de tiempo. Todavía no estamos en la fase en la que podemos crear materiales a petición del usuario, pero poco a poco nos vamos acercando.
Y al no tener una función o característica únicas, su aplicación se puede extender a cualquier sector profesional o industrial. Desde fabricación de automóviles a moda, seguridad, fotografía, construcción, logística, procesado de alimentos y un largo etcétera.
