Desde los diamantes hasta el grafeno, exploramos la revolución de los nuevos materiales creados por la disposición de los átomos de carbono y analizamos la promesa de las tecnologías futuras impulsadas por la ciencia de los materiales.
Si tuviera que elegir dos de los acontecimientos más importantes de la historia de la humanidad, serían el matrimonio y los funerales. Cuando un hombre y una mujer que se aman se conocen y se casan, la novia, la protagonista del día, quiere que el regalo más deseado sea un diamante, que simboliza el corazón sincero y la eternidad del novio. Si la naturaleza femenina de amar las cosas brillantes ha creado una especie de fórmula no formal de "diamantes para el matrimonio", echemos un vistazo a los diamantes a través de la naturaleza humana de sentir curiosidad por las propiedades de los objetos.
Los diamantes están formados por átomos de carbono (C) dispuestos en una disposición continua en forma de octaedro. El componente principal es, por supuesto, el átomo de carbono. Sin embargo, una pequeña cantidad de otros átomos no carbonados determinan el color, entre otros factores importantes que determinan el precio de un diamante. Por ejemplo, los diamantes rosas, los favoritos entre las mujeres, contienen pequeñas cantidades de impurezas de Fe, Ni y Co. Pero ¿qué pasaría si cambiáramos la disposición de los átomos de carbono en lugar de los bloques que los forman? ¿Una gran placa con una serie interminable de anillos hexagonales en lugar de un octaedro seguiría brillando como un diamante y atrayendo a las mujeres? Probablemente no. La colección de anillos hexagonales es lo que compone el grafito, la mina de un lápiz. El grafito no es el único material en el que se pueden organizar los átomos de carbono, dependiendo de su disposición, también se pueden encontrar fulerenos, grafeno y otros materiales.
Si bien el diamante es un tema de estudio fascinante por sí mismo, estudiar las propiedades de una amplia variedad de materiales es una parte importante del papel del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales. Hay muchos elementos, no necesariamente carbono, pero más comúnmente oxígeno, silicio, aluminio, hierro, etc. Dependiendo de su composición y combinación, estos materiales se pueden utilizar para cientos de millones de propósitos diferentes. La ingeniería de materiales está a la vanguardia de la observación y el estudio de las propiedades de estos materiales y, de hecho, de la creación de otros nuevos. Cualquier objeto que vemos solo puede existir si está hecho de un material, por lo que los esfuerzos para crear nuevos materiales que sean incluso ligeramente mejores que los existentes son continuos y tienen muchos usos.
El hecho de que el Departamento de Ingeniería de Materiales se haya creado mediante la integración del Departamento de Metalurgia, el Departamento de Materiales Inorgánicos y el Departamento de Ingeniería de Fibras y Polímeros demuestra que los materiales ya se han estudiado antes y se utilizarán en el futuro. El hecho de que exista un edificio separado para la ingeniería de nuevos materiales también respalda la importancia del departamento.
Entonces, ¿qué tipo de nuevos materiales investiga principalmente el Departamento de Ingeniería de Materiales? Como los materiales son importantes, es imposible decir nada en particular porque los estudiantes del Departamento de Ingeniería de Materiales están ingresando a varios campos, pero el Departamento de Ingeniería de Materiales representa tecnologías avanzadas como semiconductores y baterías, y también puede mejorar la calidad de vida humana con biomateriales utilizados como dispositivos artificiales sin efectos secundarios. Los materiales superconductores, los materiales para automóviles y aeronaves también se están investigando actualmente, pero eso no es todo. La capa de invisibilidad favorita de todos, la capa de Harry Potter, podría algún día ser creada en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales.
Las investigaciones del departamento tienen un impacto real en una amplia gama de industrias. Por ejemplo, imagine que se rompe la pantalla LCD de su teléfono inteligente, algo que todos hemos visto al menos una vez. A menos que tenga seguro, tendrá que repararlo a un precio bastante alto. En este caso, es tarea del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales crear materiales para cristales líquidos que sean más fuertes y económicos, manteniendo al mismo tiempo el rendimiento de los cristales líquidos. En la misma línea, los departamentos de ingeniería de materiales también pueden crear vasos que sean menos voluminosos y mejor aislantes, uniformes militares que no se rompan ni se quemen y ropa ignífuga.
El mundo ha progresado con el avance de los materiales y nos hemos entusiasmado con los nuevos materiales. ¿Alguna vez has visto el drama "Jumong" y te has dejado llevar por las lágrimas de alegría de Mopalmo después de forjar una espada de acero en la Edad de Bronce? ¿O tal vez estás leyendo esto y recuerdas la emoción que sentiste después de ver la televisión en un tubo marrón y luego ver un monitor LCD o AMOLED? La idea de investigar y desarrollar nuevos materiales que puedas usar para causar una nueva impresión en los demás es el papel de un verdadero inventor y creador. Este es el papel de un verdadero inventor y creador, lo que hace que el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales sea un lugar fascinante para estudiar.
La investigación en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales no es sólo teórica, sino que es un campo práctico que puede marcar una gran diferencia en la vida real. No es exagerado decir que la mayoría de las cosas que usamos todos los días son el resultado de la ingeniería de materiales. El proceso de investigación y desarrollo de materiales más ligeros, más fuertes y más eficientes enriquece la vida humana y abre nuevas posibilidades. Esta investigación no se limita al presente, sino que es un desafío constante para el futuro.
