Boletín UNAM-DGCS-062
Ciudad Universitaria
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SINTETIZAN EN
- Son inorgánicos, con baja ductibilidad, alta dureza y elevados puntos de fusión
- Podrían
ser funcionales como sistema bactericida y en
aplicaciones contra el cáncer, dijo María Elena Villafuerte Castrejón, del Instituto de Investigaciones en
Materiales
- Los
universitarios modifican su estructura para formar pastillas,
útiles como componentes en el diseño de dispositivos
Desde hace años, se considera a los materiales electrocerámicos
de los más avanzados, por sus propiedades electrónicas, que los hacen de interés
para la industria de esa área y además para la automotriz, la petrolera, la
informática, las comunicaciones y la tecnología nuclear, entre otras.
Son inorgánicos, con baja ductibilidad, alta
dureza y elevados puntos de fusión y fueron los primeros que trabajó el ser
humano, una vez que pudo manejar el fuego.
Sirven como conductores,
semiconductores, superconductores, electrolitos sólidos, dieléctricos, ferroeléctricos, piezoeléctricos, piroeléctricos
y nanomateriales, y tienen aplicaciones en robótica,
cintas para grabar, almacenamiento de datos, suspensiones de tintas para
impresoras, aislantes térmicos para estaciones y comunicación espaciales, sensores de medios de transporte, telefonía celular y
comunicación óptica.
Dada su importancia, la integrante del Instituto de Investigaciones en
Materiales (IIM) de
Su labor consiste en modificar la estructura cristalina de familias de
compuestos electrocerámicos con otras estructuras
cristalinas, los sintetizan (hacen polvos) y luego los sinterizan (unen sus
partículas) para formar un cuerpo compacto (pastillas), con propiedades ferroeléctricas, ferromagnéticas, ferroelásticas
y piezoeléctricas que serán probadas por otros investigadores del IIM.
Esas pastillas podrían ser usadas como componentes en el diseño de
dispositivos. “En la búsqueda de nuevas aplicaciones para los electrocerámicos, se han abierto dos posibilidades: obtener
materiales que cumplan los requisitos de seguridad ambiental (la exclusión de
metales pesados) y otros con dos o más propiedades combinadas, como ferroeléctricas y magnéticas, llamados multiferroicos”,
explicó Villafuerte Castrejón.
En nanotecnología, se prevé la grabación-lectura
de información, mediante un sistema dual magnetoeléctrico y la creación de una
nueva generación de detectores de campo magnético, y mecanismos electrónicos de
dirección de automóvil sin asistencia de batería.
“Existen pocos de estos materiales, pues es difícil obtenerlos en forma
cerámica; no obstante, después de varios intentos se obtuvo uno de los electrocerámicos más complicados: una perovskita doble de hierro y
bismuto, pero aún falta medir sus propiedades”, añadió.
Funcionales
como sistema bactericida
Villafuerte Castrejón y sus colaboradores
también laboran, junto con investigadores del Instituto de Cerámica y Vidrio, y
de
“No es un invento propio, hay referencias en la literatura científica
sobre la potencial aplicación bactericida de los materiales cerámicos”, apuntó.
Sólo falta adaptar, mejorar y producir el material adecuado; por ello,
los universitarios pretenden modificar –mediante un gap
de energía, un “brinquito” que deben dar los electrones para conducir electricidad– su estructura cristalina para obtener el bactericida
más eficiente.
“El objetivo es aplicarlo en agua contaminada, para que mate las
bacterias sin afectar al ser humano”, dijo
Aplicaciones
contra el cáncer
Otro proyecto con material cerámico bactericida consiste en, una vez
mejorado y adaptado, engancharlo a una proteína para que ataque células
cancerosas. “Se prevé que la proteína transporte al material para que destruya
a la célula madre de un tumor. Sólo esperamos que salga la convocatoria para
buscar apoyo del Conacyt”, indicó.
El proyecto estaría encabezado por
Otras
aplicaciones
También se aplican en celdas de combustible que producen energía a
partir del agua, aparatos domésticos (lavadoras, radios, televisores y
teléfonos, entre otros), motores, generadores y transformadores industriales.
Además, se fabrican zapatos deportivos con contadores hechos de materiales
cerámicos, que marcan los kilómetros recorridos, y raquetas de tenis con
dispositivos que indican la velocidad de la pelota.
Tipos de materiales cerámicos
Los hay tradicionales, generalmente formados por una mezcla de arcillas
(alumino-silicatos), feldespato y sílice. Son
utilizables en la industria alfarera y de la
construcción para producir recipientes, objetos de barro, lozas, vajillas,
porcelanas, tejas, ladrillos, aisladores eléctricos, esmaltes, entre otros.
Los avanzados son de alta tecnología y, entre ellos destacan los que
tienen propiedades eléctricas y magnéticas, los electro-ópticos, los biocerámicos para prótesis de cadera, los estructurales
para usos nucleares, y los monocristales (rubí,
diamante, zafiro, cuarzo), aplicables en rayos láser y cortadoras de precisión.
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Foto 01
Los materiales electrocerámicos son de baja ductibilidad,
alta dureza y elevados puntos de fusión; fueron los primeros que el ser humano
trabajó, una vez que pudo manejar el fuego.
Foto 02.
Por sus características, los
materiales electrocerámicos son aplicables en
robótica, aislantes térmicos para estaciones y comunicación espaciales y sensores de medios de transporte, entre otros.