Treball de l'assignatura de ciències per al món contemporani (1r BAT)

1. MATERIALS I NOUS MATERIALS 1

2. INDEX 1. METALLS I ALIATGES___________________________PÀG: 3 - 5 2. MATERIALS MINERALS NO METÀL·LICS _________PÀG: 6 - 9 3. MATERIALS D’ORIGEN BIOLÒGIC______________PÀG: 10 - 12 4. ELS POLÍMERS_________________________________PÀG: 13 - 16 5. PRODUCTES DE NOVES TECNOLOGIES__________PÀG: 17- 19 6. ESTRATÈGIES D’ÚS I RECICLATGE_______________PÀG: 20 -22 2

3. 1. Metalls i aliatges Què són? Són materials d’origen mineral que estan compostos d’un o més elements metàl·lics, i que poden contenir també alguns elements no metàl·lics en petites proporcions. 3

4. 1.1. Metalls · Coure: té capacitat de conduir l’electricitat. Metall mal·leable, dúctil i relativament tou. Els coures comercials es distingeixen pel seu grau de puresa i pel tractament rebut, així, se’n distingeixen els principals: · Coure electrolítics: 1 º de puresa al 99,9% i són els millors conductors de l’electricitat. · Coure tèrmic: Puresa inferior · Ferro: Gran resistència i mal·leabilitat. Propietats magnètiques, no obstant això, es corroeix fàcilment. També té propietats mecàniques · Alumini: Bon conductor de la calor i de la electricitat. Metall mal·leable, dúctil i tou. · Plata: Metall dúctil i mal·leable. El millor conductor de l’electricitat i de la calor, destaca el seu alt índex de reflexió. · Or: El més dúctil i mal·leable de tots els metalls. Gran densitat, bon conductor de la calor i l’electricitat, molta resistència a la corrosió 4

5. 1.2. Aliatges Es classifiquen en funció del metall que intervé en la seva formula amb una proporció més elevada. Aliatges ferris: El principal es l’acer. - Acer ordinari: Gran resistència mecànica, depenent del percentatge de carboni. - Acer especial: intervenen altres elements, que confereixen propietats mecàniques i químiques millors. ( a. inoxidable, a.+Mo/Va/Ni) Aliatges no ferris: En destaquen tres materials. - Bronze: És un aliatge de Cu + Sn, bastant resistent, té propietats mecàniques. - Llautó: Es forma amb Cu+Zn. Molt dúctil, resistent i no produeix espurnes per impacte. - Duralumini: Els aliatges de l’alumini amb els metalls (+ Cu, Mg, Mn, Zn) Llautó Duralumini Bronze 5

6. 2. Materials minerals no metàl·lics Aquesta denominació designa un grup molt heterogeni de materials, alguns dels mes utilitzats són els ceràmics , els de construcció i el vidre. 6

8. Barrejada amb l’argila formen una massa plàstica i uniforme que adquireix rigidesa al assecar-se. Aquesta propietat s’estabilitza si se sotmeten les peces a cocció.

9. Els materials ceràmics son molt resistents a les altes temperatures i a l’acció de la major part dels agents químics. Per contra son fràgils i es trenquen amb facilitat sotmesos a esforços de tensió.

10. Les diferents varietats d’argila proporcionen ceràmiques amb propietats específiques molt diverses. Al afegir quars o sorra s’obté un tipus de ceràmica més plàstica, adequada per la fabricació de maons, mentre que les argiles més modelables es reserven per objectes treballats amb tors o amb motlles. En el cas del gres s’elimina la porositat de l’argila mitjançant la vitrificació de la capa externa, sotmesa a temperatures molt altes.

11. Els materials ceràmics se solen classificar segons les seves aplicacions:- Ús estructural: argiles per la fabricació de maons, rajoles i gres. - Terrisseria i fabricació de objectes: Materials fàcilment modelables, com la terracota, la majolica, la porcela i la pisa. - Refractaris: Argiles amb un alt contingut de silici capaces de suportarr temperatures elevades. 7

13. Els materials de construcció es fan servir en grans quantitats, per la qual cosa han de provenir de matèries primeres abundants i barates. Per això, la majoria dels materials de construcció s'elaboren a partir de materials de gran disponibilitat com sorra, argila o pedra.

14. Els materials de construcció tenen com a característica comú el ser duradors.Depenent del seu ús, a més hauran de satisfer altres requisits com ara la duresa, la resistència mecànica, la resistència al foc, o la facilitat de neteja.

15. Tipus:-Sorra: Substància que consisteix en grans petits provinents generalment de la disgregació de les roques. -Fang : Mescla pastosa d’argila i d’aigua. -Pedra: Matèria mineral dura i sòlida. -Metàl·lics : Els més utilitzats són el ferro i l’alumini -Orgànics : Fonamentalment la fusta i els seus derivats, encara que també s'utilitzen o s’han utilitzat altres elements orgànics vegetals, com palla, bambú, suro, lli, elements tèxtils o fins i tot pells animals. -Sintètics: Fonamentalment plàstics derivats del petroli, tot i que sovint també es poden sintetitzar. Són molt emprats en la construcció per la seva inalterabilitat, el que al mateix temps els converteix en materials molt poc ecològics per la dificultat a l'hora de reciclar-los. 8

17. Es fon a altes temperatures juntament amb borats i fosfats.

18. Material amorf, en un estat anomenat “vitri”, en què les unitats moleculars, tenen prou cohesió per mantenir una rigidesa mecànica.

19. Fàcilment reciclable, ja que, l’escalfament el fa tornar a la seva forma líquida.

20. Pot ser transparent, però també hi ha varietats translúcides.

21. El vidre fos es mal·leable i se li dona forma mitjançant tècniques com: el colat, el bufat, el premsat, l’estirat i el laminat.

23. S’empra com a aïllant, ja que té una escassa conductivitat elèctrica.

24. Trobem vidre per finestres, portes, plaques vitroceràmiques, per ampolles i recipients, vidres usats en òptiques i varietats fotosensibles.

25. Una de les ultimes aplicacions és la vitroceràmica: en la composició del vidre trobem la inclusió d’alguns metalls que produeixen una cristal·lització localitzada en ser exposats a radiació ultraviolada. Si se sotmet a altes temperatures es converteix en vitroceràmica,dotada d’una resistència mecànica i una capacitat d'aïllament elèctric superiors a les del vidre ordinari 9

26. 3.Materials d’origen biològic 3.1. Origen Vegetal Paper: Substància feta per l’encavalcament de fibres de cel·lulosa adherides les unes a les altres i que pren la forma de làmines molt primes. Característiques: - Color: Gran varietat, peró domina el blanc - PH (grau d’acidesa) neutre. - Mida: abans que es normalitzessin les mesures del paper industrial, cada país tenia les seves. Procés d’obtenció: Refinament: Esdesfibren i tallen les fibres per tal d'adaptar al tipus de paper desitjat. Encolat: se li afegeix cua al paper, per evitar que sobre el paper s'escampi la tinta a l'imprimir o escriure. Càrregues: productes en pols que contribueixen a donar cos al paper. Coloració: Se li afegeix a la pasta substàncies colorants. Fusta: Matèria poc llenyosa del tronc d’una planta. Característiques: - Anisotròpic (determinades propietats físiques:elasticitat, temps, conductivitat, velocitat de propagació de la llum... Varien segons la direcció en que són examinades. - Higroscòpic (humitat atmosfèrica) - Heterogeni - Cel·lular Procés d’obtenció: -Apeo. tall o tala (Llenyataires tallen l’arbre i els hi treuen les branques) - Transport (Transportada des del seu lloc de tall a la serradora ) - Serrat (Serradora divideix en trossos la fusta segons l'ús que se li hagi de donar posteriorment) - Assecatge: (fa que la fusta sigui de qualitat i estigui en bon estat) 10

27. Fibres Tèxtils Llí: S’obté dels filaments de la tija de la planta del mateix nom Característiques: Fibra de color blanc, ros, torrat o gris clar. Compost principalment per cel·lulosa. Capacitat per absorbir aigua. Resistència al trencament. Bona conductora de la calor. Cànem: Les seves fibres s’obtenen de l’escorça de les tiges de la planta(gran resistència). Productes obtinguts a partir del cànem: - Fibres tèxtils i cordatjes de gran resistència. - Llavors i olis rics en greixos i proteïnes. - Combustibles ecològics, lubrificants i plàstics vegetals. - Cel·lulosa per a paper - Materials de bioconstrucció de gran resistència. - Materials aïllants, peces plàstiques i tèxtils per a automòbils. Cotó: S’obté dels filaments de cel·lulosa continguts en la càpsula de les llavors de la planta. Productes obtinguts a partir del cotó: -Oli i sabó -Bitllet del Euro i dòlar -Cel·lulosa per a utilitzar en cosmètics -Pólvora -Fibres per a peces de vestir -Combustible per a coets Jute: Característiques: Color grogenc o castany. - Es pot tenyir amb facilitat - Poc resistent i fràgil. - Sensible als àcids -Planta pròpia de regions tropicals humides - Tacte aspre 11

28. 3.2. Origen animal Seda: Fibra tèxtil natural. El seu filament de la seda prové d'unes proteines segregades per les glàndules salivals del cuc de seda, és a dir, l'eruga de la papallona de la seda i alguns artròpodes. Característiques: -Brillant -Alt grau de degracació. -Tacte suau -Cost elevat. Llana: Fibra natural obtinguda a partir del pèl d'alguns animals (sobretot ovelles). Característiques: - Lleugera - Elàstica - Aïllant tèrmic - Resistència als bacteris i fongs - Higroscopicitat (absorbeix la humitat atmosfèrica). Cuir: Pell dels animals quan ha estat adobada per tal de garantir-ne la conservació i les característiques pròpies del producte. Característiques: - Higroscòpic - Conductor de l’electricitat - Transpirable - Mal·leable - Resistència al foc - Solidesa al doblegat - Resistència a la tracció i a l'estrip 12

30. La resistència mecànica al desgast i a la ruptura.

32. La facilitat de tenyir-los en tots els tons i colors.

33. La baixa densitat,que permet preparar materials lleugers.

35. 4.1CLASSIFICACIÓ: Segonsl’origen: · Naturals: es troben en la natura, formatspelséssersvius. Ex: proteïnes, cel·lulosa · Artificials: s’obtenenmitjanaçantprocessos de modificació química. · Sintètics: són el resultat del disseny i de la fabricacióhumans. Ex: el PVC. Segons les propietatsfísiques: · Elastòmers: dotatsd’una gran elasticitat. Ex: cautxú. · Plàstics: si se’ls aplica una forçad’unacertaintensitat, es deformen de manera irreversible. · Duroplàstics: sónsubstànciesd’una gran duresa i rigidesa. Segons la reacció a el calor. · Termoplàstics: quansónsotmesos a temperatureselevadespassen a l’estatlíquid, i flueixen. Quan es refreden, es tornen a endurir. ·Termoestables: No es fonenamb el calor. 14

39. Poliestirens: Grup de termoplàstics que es poden presentar de tres formes: poliestirè antixoc, el cristall i l’expandit.

40. Polièsters: Polímers amb enllaços de tipus èster. PET (politereftalat d’etilè), transparent, resistent al desgast físic, estable davant dels agents químics i es pot reciclar. Fabricació d’envasos alimentaris.

41. Poliuretà: Condensació de polièsters. Estructura amb bombolles de gas. Densitat molt baixa i gran capacitat aïllant. Revestiments, farcits i segellats.

42. PVC: és un polímer termoplàstic que té 2 varietats: la rígida i la flexible.

43. Polietilè: és un dels plàstics més comuns. Les diverses varietats comparteixen rigidesa i gran estabilitat química. Impermeable i fàcil de modelar. És recicla fàcilment

44. Metacrilat.: destaca per la seva gran rigidesa i transparència . S’empra com a substitut del vidre. Es fabrica en forma de perfils i planxes de diversos gruixos i dureses.16

45. 5. Productes de noves tecnologies Nous materials elèctrics Un semiconductorés un material sòlid que es comporta com un aïllant a moltbaixa temperatura, però que presenta certaconductivitatelèctrica a temperatura ambientessentpossible de controlar aquestaconductivitat per mitjà de l'addiciód'impureses. No s'hadefinitclaramentcom diferenciar un semiconductor i un aïllant, però es potdir que un semiconductor es un aïllantamb la banda electrònica de conduccióprou poblada a temperatura ambient. Elssemiconductors presenten una resistivitatelèctrica a migcamí entre la delsconductors i la delsaïllants, i aquestaresistivitatpot variar amb la presènciad'un camp elèctricextern. Superconductors: La superconductivitatés la capacitat intrínseca que posseeixencertsmaterials per conduir el correntelèctricambresistèncianul·la en determinadescondicions. La superconductivitat es dóna per sota d'una determinada temperatura; no obstantaixò, no éssuficientambrefredar el material, també ésnecessari no excedir un correntcrític ni un camp magnèticcrític per poder mantenirl'estat superconductor. Piezoelèctrics: La piezoelectricitatés la capacitat de certscristalls de generar una diferència de potencial quanse'lssotmet a una deformaciómecànica. La paraula deriva del grecpiezein, que significa «esprémer» o «estrènyer». L'efectepiezoelèctricés reversible: elscristallspiezoelèctrics es poden deformar quanse'ls aplica una diferència de potencial externa; la deformacióresultantés, però, moltpetita, d'aproximadament un 0,1% de les dimensionsoriginals. 17

46. 5.1 Nanotecnologia La nanotecnologia és un camp de les ciències aplicades dedicat al control i manipulació de la matèria a una escala menor que un micròmetre, és a dir, a nivell d'àtoms i molècules. El més habitual és que tal manipulació es produeixi en un rang d‘ entre un i cent nanòmetres. Nanotub Els nanotubs són estructures tubulars de carboni de diàmetre de l'ordre del nanòmetre. Es caracteritzen per presentar una gran complexitat electrònica. Una important aplicació dels nanotubs, donada la seva gran superfície i la seva baixa resistivitat, és la Electroquímica, com el desenvolupament de supercondensadors, dispositius per a l'emmagatzematge d'hidrogen i fabricació de cèl·lules solars. 18

47. 5.2 Altres nous materials Silicona: La silicona és un polímer inodor i incolor fet principalment de silici. La silicona és inerta i estable a altes temperatures, el que la fa útil en gran varietat d'aplicacions industrials, com lubrificants, adhesius, impermeabilitzants, i en aplicacions mèdiques, com pròtesis valvulars cardíaques. Materials intel·ligents: Els materials intel·ligents tenen la capacitat de canviar el seu color, forma, o propietats electròniques en resposta a canvis o alteracions del medi (llum, so, temperatura, voltatge). Aquests materials podran tenir atributs molt potents com la autorecuperació. Un exemple serien els vidres intel·ligents que es poden enfosquir si la temperatura d’una habitació arriba a un cert valor. Un cas particular són els materials amb memòria de forma, capaços de recordar la disposició en que es trobaven. Materials híbrids: Es composen d’un material base, anomenat matriu, al qual s’afegeixen tipus de fibres. Els materials híbrids més utilitzats són les fibres de vidre i les fibres de carboni. La fibra de vidre és un material format per fibres extremadament fines de vidre o plàstic. És d'un color blanquinós o grogós, flexible, lluent i té un tacte sedós quan es presenta en feixos ordenats, ja que les masses de fibra de vidre emprades per aïllament (llana de vidre), amb fibres curtes desordenades, més aviat és aspre i punxent. La fibra de carboni és un material compost, fabricat a partir d'una matriu de polímer consolidats amb fibra de carboni. 19

48. 6.Estratègies d’ús i de reciclatge Diferents contenidors per reciclar: Contenidor groc (envasos): en aquest s'han de dipositar tot tipus d'envasos lleugers com els envasos de plàstics (ampolles, terrines, bosses, safates, etc.), de llaunes (begudes, conserves, etc.). Contenidor blau (paperi cartró): En aquest contenidor s'han de dipositar els envasos de cartró (caixes, safates, etc.), Així com els diaris, revistes, papers d'embolicar, propaganda, etc. És aconsellable plegar les caixes de manera que ocupin el mínim espai dins del contenidor. Contenidor verd clar (vidre): En aquest contenidor es diposita vidre. Contenidor marró (matèria orgànica): En aquest contenidor es diposita restes de menjar... però no restes de jardineria. Contenidor gris: En ell es dipositen la resta de residus que no tenen cabuda en els grups anteriors. 20

49. 6.1 Recollidaselectiva Reduir 21

50. 6.2 Processosde reciclatge Recuperació: Els materials reciclables s’han de poder recuperar i separar amb facilitat. Transformació: Han de poder reconvertir-se a primera matèria mitjançant procediments econòmics i de poc impacte ambiental. Consum: Per poder reaprofitar-se de forma òptima, el material reciclat ha de conservar en la major mesura possible les propietats i característiques del material sintetitzat per primera vegada. 22

51. 23 Membres del grup: Joan Bordonaba, Aleix Pastor, Julià Cuenca, Laura Mediavilla, Anna Tur