Silici, Fibra Òptica i Nanotecnologia: Materials i Aplicacions

El Silici (SiO₂)

• De forma natural: òpal, quars, arena de platja.
• Usos:
  • Tradicionals: vidre, porcellana.
  • Actualment: silicona, fibres òptiques.
  • El silici elemental s’usa per a fabricar microxips dels aparells electrònics.
• Característiques: semiconductor, pot ser aïllant o conductor de l'electricitat segons les condicions en què es troba.

Fibra Òptica

Un fil molt fi de material transparent (vidre, plàstic...) pel qual s’envien polsos de llum que representen les dades a transmetre: la font de llum pot ser un làser o un LED.

• Són utilitzades en telecomunicacions i permeten enviar molta informació ràpidament.

Composits

Materials compostos formats per dos o més components, químicament diferents, que no es mesclen bé:

• A nivell microscòpic mantenen la individualitat, però a nivell macroscòpic són homogènics.
• Un dels materials (el més abundant) proporciona un medi homogeni i constitueix la matriu.
• L’altre (o altres) s’integra en la matriu i forma el reforç.

Exemples i Propietats dels Composits

• Exemples:
  • Fibra de carboni: materials esportius.
  • Fibra de vidre: piscines, vaixells, vehicles.
  • Altres composits: avions, satèl·lits.
• Propietats: lleugers, pesen molt poc, resistents als impactes i al foc.
• Inconvenient: són cars.

Cyborgs

• Cyber: cibernètic.
• Org: organisme.
• Organismes als quals se’ls ha incorporat dispositius mecànics i electrònics per tal de millorar les seves capacitats o la seva adaptació a un medi.
• S’utilitzen materials biocompatibles (estèrils, no tòxics i no corrosius): extremitats artificials amb capacitat de moviment, xips que milloren la capacitat auditiva...

Riscos Associats a la Producció de Materials

1. Riscos per al medi ambient:
   • Deforestació: reflexió sobre les conseqüències.
   • Impacte ambiental produït per les explotacions mineres: impacte visual, destrucció d’hàbitats i contaminació, producció de residus.
   • Consum de gran quantitat d’energia.
   • Riscos associats al transport: marees negres...
2. Conflictes socials: la lluita pel control dels recursos genera conflictes, per exemple, el petroli, aigua, minerals...
3. Riscos per a la salut.
4. Esgotament de materials.

Nanotecnologia

Concepte: tecnologia que permet fabricar materials agrupant àtoms i molècules de manera que assoleixen propietats diferents a les inicials.

• Exemple: grafit (mina del llapis) i diamant estan formats per àtoms de C. Les seves propietats són molt diferents perquè els àtoms estan agrupats de manera diferent.

NANOTECNOLOGIA: estudi, disseny i creació de materials manipulant la matèria a escala nanomètrica.

• Un nanòmetre: 10^-9 metres.
• Els objectes nanomètrics comprenen entre diverses desenes i diverses centenes de nanòmetres.
• Està basada en el fet que les propietats de la matèria a escala nanomètrica són diferents de les de l'escala macroscòpica.