Diapositiva 1

1
Noves necessitats, nous materials
2
Importància històrica de la descoberta i lús
dels materials.
28000 aC Primers productes ceràmics
8000 aC Inici de la metallúrgia (Cu). Neolític antic
4000-2000 aC I.B. Sílex, ceràmica, eines dos
2000-1000 aC I.B. ús del bronze
Des del 600 aC I.B. ús del Fe i vidre
300 aC Desenvolupament de lacer (Índia)
S. XIII Ramon Llull i la ciència
1450 Guttemberg aliatge de Pb-Sn i Sb (impremta)
S. XV-XVII Inicis indústria Mallorca metallurgia, vidre, sabó, ..
1755 Formigó (silicats dAl, sorra, grava i aigua)
Final XIX Revolució Industrial (154). Estructura interna de la matèria, radioactivitat
Segle XX La nova física mecànica quàntica (154)
3
Importància històrica de la descoberta i lús
dels materials (II)

• La història de la humanitat està lligada a lús
  dels materials, és així, que dividim la història
  en períodes, amb noms que alludeixen a
  materials
• Edat de la pedra utilització de materials
  senzills.
• Edat del coure sobté a partir de la malaquita.
• Edat del bronze mescla de coure i estany
• Edat del ferro aparició de la limonita i la
  magnetita.
• Nota extret de la pàgina 154 llibre de text

4
El patrimoni historicocientífic, tècnic i
industrial de les Illes Balears ().
1829 1843 Màquina de vapor Foneria Joan Oliver. Sòller Trasllat a Palma. Exportació a la península
1856 La Industrial Fabril Mahonesa
1862 Cerveses i begudes La Rosa Blanca. Exportació a Amèrica i França
Com. S.XIX Teixits Can Ribes (fins 750 treballadors)
1875 Eusebi Estada. Tren Palma-Inca
1885 Manuel Salas. Refineria de petroli al Portixol
1892 Francesc Andreu. Elèctrica Maonesa (1a central elèctrica de Balears)
1920 Rafel de Lacy. Fàbrica dautomòbils Loryc
() Els pioners de la industrialització a les
illes Balears. Ferran Pujalte.Edicions Documenta
Balear. 2008
5
Materials naturals i artificials

• Materials bàsics
• Metalls Fe, acer, Cu, Al, ...
• Material ceràmics rajoles, vidre, ciment, ..
• Polímers naturals i sintètics
• Semiconductors
• Materials tecnològics (nous materials)
• - Compòsits, fibra de carboni (159), fibra
  òptica, biomaterials

6
Metalls, riscs a causa de la corrosió

• Característiques químiques dels metalls
  electropositius, electrons lliures, corrosió.
• Propietats conductivitat, punts de fusió,
  brillantor, dúctils, malleables, magnetisme,...
• Aliatges la 1a va ser el bronze (CuSn), llautó,
  acer, ... Es poden modificar les propietats
  respecte als seus components.

7
Metalls (II)

• Alumini el metall més utilitzat, el més fàcil de
  treballar. Aporta duresa i resistència als
  aliatges. Aplicacions relacionades amb el consum
  humà . Sextreu de la bauxita.
• Zinc fabricació de piles, gran resistència a la
  corrosió (revestiment), aliatges (llautó i
  bronze). Fabricació de pintures.
• Níquel forma aliatges amb Fe, Cu, Cr, Zn.
  Fabricació de monedes, articles de joieria, acer
  inoxidable, etc.
• Liti espessiment de lubricants, esmalt,
  rendiment de piles.
• Estany soldadura, fabricació de llautó, bronze.
  Combinat amb carboni és la base per a la
  fabricació de plàstics, canonades, etc.
• Nota extret pàgina 157 llibre de text.

8
Plàstics i polímers problemes de reciclatge i
residus

• Polímers dels polímers naturals als plàstics
• Plàstics actuals més de 700 diferents
• Matèria primera monòmers del petroli
• Característiques resistència mecànica i
  elasticitat
• Tipus termoplàstics (PE, PVC, ...),
  termoestables (no admeten reciclatge resines,
  poliuretans, ...) i elastòmers (cautxú
  vulcanització Good Year, silicona)
• Problemàtica ambiental residus, reciclatge
• Plàstics solubles en aigua
• Proposta plàstics biodegradables
• Nota pàgina 158 i 159 llibre de text

9
Polímers i plàstics (II)

• Els polímers són la unió de petites parts de
  molècules orgàniques anomenades monòmers.
• Tenen densitats i temperatures de fusió baixes.

10
El paper i els perills de la desforestació

• Descobert en Xina (100 dC). Estès pels àrabs (S.
  VIII)
• Format per fibres de cellulosa
• Utilitza el 40 de la fusta tallada en el món
• Pèrdua de boscs primaris
• Desforestació pèrdua dels ¾ dels boscs del
  planeta. Nombrosos problemes.
• Reciclatge darrers 50 anys

11
Compòsits

• Són materials mixts obtinguts a partir dels
  materials anteriors.
• Generalment, sintrodueixen fibres en una resina
  polimèrica. Es componen en diversos tipus de
  reforç fibres curtes, llargues o partícules. La
  matriu (polímer) hi aporta volum i protegeix les
  fibres.
• Les seves propietats varien , són a la carta.
• Nota extret de la pàgina 159 del llibre de text

12
Semiconductors

• Són materials que es poden comportar com a
  conductors o com aïllants.
• Són la base de la indústria electrònica.
• El més representatiu és el Si.
• Superconductors. Superconductivitat.
• Nota veure pàgina 158 del llibre de text

13
Ceràmics

• Inclouen des de la sal comuna (Na Cl) fins a
  silicats complexos. Solen ser òxids i carburs.
• Materials no orgànics, ni metàllics.
• Són fràgils i presenten conductivitat elèctrica i
  tèrmica baixa, per tan t, sutilitzen com
  aïllants.
• Es distingeixen ceràmiques convencionals (fang,
  vidre) i avançades (fibre òptica, plaques de naus
  espacials)

14
Desenvolupament cientificotecnològic i la
societat de consum esgotament de materials i
aparició de noves necessitats

• Materials tradicionals limitacions (producció i
  propietats)
• Noves necessitats desenvolupament de nous
  materials per aplicacions variades
• Medicina nous medicaments, teixits
  autorreparables, ADN programat, ..
• Electrònica Internet, computadors dADN,
  ordinadors quàntics, ...
• indústria aeroespacial compòsits, aliatges de
  memòria de forma, ..
• construcció ciments, edificis intelligents,
  automatismes, ..
• vida quotidiana fibres de carboni, fibra òptica,
  vitroceràmiques, ..
• medi ambient bioplàstics
• etc

15
Resposta de la ciència i la tecnologia. Nous
materials polímers, ceràmiques, aliatges,
ecomaterials...

• Nous aliatges lleugers (Mg, Al, Ti), resistents
  (Cu), temperatura (Ni, Co), amorfes (vidres
  metàllics, ...)
• Nous materials ceràmics Compòsits
• Nous polímers
• Biomaterials
• Ecomaterials

16
Noves tecnologies nanotecnologia (realitat o
ficció?) Theres plenty of room at the
bottomRichard Feynman, 1959

• Nanotecnologia escala nano (atòmica)
• Tractament dels materials a escala atòmica
• Noves propietats
• Avantatges i possibles riscs
• Aplicacions a la carta
• Medicina
• Electrònica
• Materials
• Militars???

17
Alguns exemples

• Novaciencia pdf
• Nanotubs pdf
• Futures aplicacions (Universitat de Toronto)
• Emmagatzemant, producció i conversió denergia.
• Armament i sistemes de defensa.
• Producció agrícola.
• Tractament i remediació daigües.
• Diagnosi dinfermetats.
• Sistemes dadministració de fàrmacs.
• Processament daliments.
• Remediació de la contaminació atmosfèrica.
• Construcció.
• Monitorització de la salut.
• Detecció i control de plagues.
• Control dobesitat
• Informàtica.
• Aliments transgènics

18
Aspectes socials

• Existeix el perill de que algunes multinacionals
  controlin la nanotecnologia a través de patents
• Shan creat grups civils sense ànim de lucre per
  supervisar la situació
• Grup Etc Informe La inmensidad de lo mínimo
• Premis Etc Capitá Garfio i Cog
• Foresight Institute
• The international Center for Bioethics, Culture
  and Disability
• Ciència-ficció Presa Michael Crichton

Grey Goo
19
Propietats dels materials mecàniques, tèrmiques,
elèctriques, magnètiques, òptiques, etc.

• Nous materials metàllics aliatges amb noves
  propietats. P. ex. aliatges amb memòria de forma
  (nitinol)
• Fibra de carboni resistència, lleugeresa i
  elasticitat. Aïllant tèrmic i ignífug. Elevat
  cost de fabricació
• Fibra òptica condueix la llum sens quasi
  atenuació (reflexió total). Poden transmetre més
  informació que el fil de Cu tradicional.
• Nous materials ceràmics propietats molt diverses
  (canvis de color, piezo o piroelectricitat,
  duresa, ...
• Biomaterials compatibilitat amb teixits o
  organismes vius (metalls, ceràmiques, nanotubs,
  ...).

20
Anàlisi del cost mediambiental i energètic de
lús dels materials reducció, reutilització i
reciclatge.

• Tipus de residus RSU, sanitaris, industrials,
  agropecuaris, radioactius.
• Gestió de residus principis de prevenció,
  responsabilitat de qui contamina, precaució i
  proximitat.
• Tractament de residus abocadors, compostatge,
  incineració i biològic.
• La regla de les tres erres reduir, reutilitzar i
  reciclar. 4ª recuperar
• Recollida selectiva.

21
La problemàtica dels residus a les Illes Balears

• Competència Consells Insulars
• Mallorca (Parc de tecnologies ambientals)
• Menorca (àrea de gestió integral Es Milà)
• Eivissa (dipòsits controlats)
• Formentera (planta de transferència)