Materiales Inteligentes
Los materiales inteligentes pueden modificar sus propiedades de forma reversible mediante un estímulo externo.

¿Qué aportan los materiales inteligentes?

A través de materiales que modifiquen su color ante un estimulo externo se pueden dotar de nuevos efectos estéticos a los productos. También permiten ofrecer productos auto-reparables que eliminen daños estéticos, como golpes o abrasiones, en una superficie. Los materiales inteligentes pueden aportar el concepto de estética flexible.
Ante la aparición de un determinado estimulo considerado peligroso para un producto, el material puede cambiar estéticamente de forma apreciable de modo que se permite identificar rápidamente la situación y actuar en consecuencia. Es el caso de un material electrocrómico que ante una corriente peligrosa para el usuario modifique su color.
Un ejemplo muy claro son los tejidos inteligentes. De esta forma podemos disponer de un contador de pulsaciones directamente en la ropa o incluso monitorizar la temperatura corporal de un bebe. Cambios de color, de conductividad o de forma pueden indicar al usuario como emplear un producto o señalizar e identificar los modos de uso del mismo.
Para asegurar que el uso de un producto se realiza en su óptimo estado o que no ha sufrido daños o mermas en su calidad pueden emplearse marcadores termocrómicos, hidrócromicos o electrocrómicos que informen de la calidad del producto. También en el caso de máquinas o equipos pueden indicar que funcionan según sus parámetros normales.

Tipos de materiales inteligentes según el estimulo aplicado

Temperatura
Agua/Humedad
Químico
Campo eléctrico / magnético
Memoria
Los materiales termocrómicos cambian, de forma reversible o irreversible, de color en función de la temperatura. El cambio de color se produce a una temperatura de viraje determinada por la naturaleza y composición del material, pudiéndose modificar y controlar. Sus principales funciones son estéticas y como controles de temperatura.

Se conocen como materiales hidrocrómicos. Son materiales sensibles al contacto con el agua, es decir, que se vuelven transparentes o cambian de color cuando se mojan. Pueden integrarse en tela, tejidos y papel. Se aplican en diversos sectores cómo la seguridad, la publicidad, juguetería, productos estancos o productos de higiene intima.
Estos materiales modifican una de sus propiedades, como el color, ante un cambio químico en el ambiente en el que se encuentran, como por ejemplo una modificación del pH. Estos materiales son muy empleados como elementos para garantizar la calidad de procesos químicos y como aseguradores de calidad en diversos productos.
Se dividen en aquellos que modifican sus propiedades ante un estímulo eléctrico, como los electrocrómicos, o los que integran sensores o dispositivos electrónicos en su matriz, como los tejidos inteligentes. Los materiales magnetocalóricos reducen su temperatura al modificar su estado de magnetización. Se pueden usar como sustitutos de refrigerantes contaminantes.
Los llamados materiales con memoria son aquellos que recuperan una estructura/forma preestablecida ante estímulos de temperatura, agua, químicos, campo eléctrico o magnético. El área principal de aplicación de estos materiales es la seguridad y la mejora de la calidad de los productos ya que pueden ‘auto repararse’. El aumento de los beneficios económicos debido a la reducción de reparaciones necesarias es notable.

¿Cómo se selecciona un material inteligente?

1. Efecto final que se quiere obtener

Primero se debe definir que parámetro se quiere controlar y el efecto que la modificación del mismo debe producir. Cuanto más precisos y acotados sean los requisitos menores serán los costes de investigación de las siguiente etapas.


2. Selección del material inteligente

Se debe seleccionar una familia de materiales inteligentes que encajen en los requisitos buscados. También se tiene en cuenta el sector final dónde estos materiales se emplearán.


3. Análisis de la viabilidad económica y normativa

Un estudio del beneficio económico que el material inteligente aporta nos dará información útil para poder estimar el coste aceptable para cada producto o proceso. Además es muy importante comprobar que la normativa nos permitirá su uso en el sector deseado.


4. Análisis de la viabilidad funcional y pruebas de vida

Definidos los rangos en los que el estimulo debe producir un cambio en el material, se comprueba que el material seleccionado cumple y que además lo hace en las condiciones reales de uso del producto o proceso.


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