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Seminarios Internacionales de Fronteras de la Ciencia de Materiales

EL PROCESO SOL-GEL COMO UNA VÍA PARA NUEVOS MATERIALES

Yolanda Castro

Instituto de Cerámica y Vidrio, ICV (CSIC), España

La ciencia y la tecnología de materiales se han desarrollado enormemente durante el último siglo y en particular en los últimos años, lo cual ha tenido importante repercusión en la sociedad y la cultura de los diferentes países. Probablemente, la importancia de los materiales es mayor de lo que habitualmente creemos, ya que prácticamente nuestra vida cotidiana está influida, en mayor o menor grado, por los materiales. El desarrollo de nuevos materiales a nivel atómico y molecular es uno de los objetivos actuales para modificar u obtener nuevos materiales con mejores propiedades

Dentro las tecnologías punteras para preparar materiales cabe destacar el Procesamiento Sol-Gel. Este es un método muy flexible que permite obtener materiales a baja temperatura, a bajo costo, ya que no se requieren equipos sofisticados para su utilización y materiales tanto en forma de películas como monolitos o polvos de alta pureza. Se basa en la obtención de una suspensión coloidal (sol) a través de la mezcla de precursores inorgánicos, tales como alcóxidos o cloruros que se hidrolizan tras la adición de agua para obtener el sol y posteriormente se condensación para obtener el gel.

Entre las aplicaciones más relevantes del Sol-Gel destacar la preparación de películas con una elevada transparencia y homogeneidad. Estas películas tienen aplicaciones que van desde protección de materiales con poca resistencia a la corrosión, como fotocatalizadores, para depuración de aire y agua, como sensores, para diagnóstico y cribaje de enfermedades, como sistemas de administración de fármacos (liberación controlada), como membranas para pilas de combustible, almacenamiento de energía (hidrógeno), implantes médicos (biodegradables), etc. Para muchas de estas aplicaciones se requiere o capas muy densas o capas con una porosidad extraordinariamente elevada (>15 mL/g) y elevadas superficies específicas (>300 m2/g).

Como recubrimientos densos destacamos la producción de películas vítreas sobre metales, que actúan como barrera protectora frente a la oxidación y aumentan su resistencia a la corrosión Como materiales mesoporosos destacamos la preparación de capas o materiales con estructuras altamente ordenas usando tensioactivo orgánico. En este caso, se preparan soles mezclando los precursores inorgánicos con tensioactivos catiónicos o no iónicos en presencia de agua y etanol. Esta solución se deposita por centrifugado o inmersión y durante la deposición, el tensioactivo es auto- ensamblado y los precursores inorgánicos crecen alrededor creando estructura en forma de canales, tipo estructuras hexagonales, cúbicos, laminares siempre y cuando se controlen los diferentes parámetros de síntesis como la naturaleza del precursor y el agente tensioactivo y la relación de volumen inorgánico, agua y componentes tensioactivos.

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