Entonces, ¿por alcance se refiere a investigación y academia, o se refiere a industria?
Bueno, en la ciencia de los materiales, hay algo para todos.
Ahora que lo pienso, hay mucho que se puede hacer. Tanto es así que probablemente alguien tendrá que poner una mano sobre mi hombro e irse, Neil, ¡eso es suficiente!
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Entonces, lo que voy a hacer aquí es revisar algunas áreas clave en la ciencia de los materiales e intentar arrojar algo de luz sobre lo que probablemente nos depare el futuro.
1. Grafeno [1] [2] [3]
Este alótropo 2D de carbono es quizás lo mejor que puede suceder en el mundo de la ciencia de los materiales. Desde la división del agua hasta el almacenamiento de energía; desde baterías de iones de litio de alto rendimiento hasta ultracondensadores que funcionan mejor que las baterías de almacenamiento; desde la desalinización del agua, hasta la purificación del agua, las células solares sensibilizadas por colorantes, el diagnóstico médico, el grafeno, literalmente, ha conquistado el mundo.
Podría ser un científico investigador, aprovechando los increíbles recursos que ofrece el grafeno, o podría estar trabajando para un gigante tecnológico, tratando de incorporar el grafeno en cualquiera de sus dispositivos, hay muchas posibilidades para el futuro.
2. Semiconductores Cuando trabajas en ciencia de materiales, básicamente estás tratando de desarrollar nuevos materiales que tengan algún tipo de superioridad sobre los existentes con respecto a ciertas aplicaciones. Tomemos, por ejemplo, iluminación de estado sólido. Durante años, los LED rojos y verdes se utilizaron ampliamente en todo el mundo de la iluminación y la imagen. Sin embargo, faltaba un ingrediente clave durante bastante tiempo: el LED azul. Sin el LED azul, no podríamos hacer LED de luz blanca (porque, luz blanca = Rojo + Verde + Luz azul ), y sin LED de luz blanca, no tendría las soluciones de iluminación baratas y duraderas que tenemos hoy.
Entonces, un día en 1994, Shuji Nakamura, Isamu Asaki e Hiroshi Amano, inventaron independientemente el LED azul de alto brillo mediante emocionantes películas de nitruro de galio dopado con indio (InGaN). Al ajustar la cantidad de indio, pudieron sintonizar el intervalo de banda del semiconductor y controlar la emisión. Simple y eficiente. Ahora tenías todo para seguir adelante y hacer luz blanca.
(Imagen: Tecnologías OSRAM)
Ahora tiene una conversión ascendente [4] de nanopartículas de semiconductores que reemplazan los tintes fluorescentes tóxicos utilizados en las imágenes médicas; tiene nanocompuestos e híbridos de alta eficiencia para la purificación del agua [5] en lugar de zeolitas y carbón activado; tiene semiconductores nanoestructurados más baratos con propiedades eléctricas, ópticas y magnéticas mejoradas que están reemplazando los materiales a granel convencionales para varias aplicaciones de instrumentación y espectroscópicas.
Una vez más, ya sea en la academia o en la industria, hay mucho alcance en la investigación de semiconductores.
3. Biomateriales Hay una investigación masiva en el frente biológico de la ciencia de los materiales. De hecho, la implementación de la biología en la ciencia de los materiales ha dado lugar a varios campos de investigación interdisciplinarios, como la biotecnología, biofísica, biofotónica, biofotónica, etc., cada uno de los cuales tiene un inmenso potencial.
Algunas de las áreas biológicas cruciales de investigación para los científicos de materiales son sistemas de administración de fármacos dirigidos, investigación del cáncer, espectroscopía, etc. Se están realizando investigaciones para la detección temprana del cáncer, la detección y destrucción de tumores malignos, la detección del estrés a través de biomarcadores específicos, etc.
Podría ser un científico de investigación a tiempo completo afiliado a la academia, o podría ser un médico, un farmacéutico o un investigador de una compañía farmacéutica, creo firmemente que las áreas de nanobiotecnología y nanobiophotonics son territorios muy sin explotar y hay muchas cosas que pueden ser hecho
4. Materiales nucleares Este es un campo emergente de investigación para la aplicación de materiales en la producción de energía nuclear. Se emplean varios materiales nuevos e improvisados en reactores donde están expuestos a ambientes extremos en términos de radiación, temperatura y condiciones corrosivas y se investiga el estudio de la radiación y el cambio en las propiedades del material. Por ejemplo, el comportamiento de los materiales puede cambiar con la exposición nuclear, el combustible o el polvo activado. En algunos casos, ciertos productos nuevos se forman durante condiciones de reacción accidentales, y las interacciones físicas y químicas del núcleo del reactor y los materiales de contención brindan información valiosa sobre las propiedades del material del núcleo.
Institutos como BARC tienen departamentos dedicados en nanotecnología nuclear que hacen una investigación realmente interesante. Esto también es un área realmente interesante y bastante nueva de la ciencia de los materiales aplicados en la India. Desafortunadamente, no estoy muy seguro de si encontraría muchas industrias en este campo, pero académica, ¡claro!
Bien, entonces voy a firmar aquí. Sin embargo, antes de irme, déjame darte mis dos centavos. La ciencia de los materiales consiste en simplificar las cosas para hacer que las tecnologías sean más accesibles para la gente común.
Me encontré con un científico de IIT-Bombay que trabaja en dispositivos de resonancia de plasma de superficie (entre otras cosas) para aplicaciones de detección. Había construido un dispositivo donde usaba láseres para detectar la cantidad de humedad en el suelo para ayudar a los granjeros a cronometrar su cerda. Sin embargo, este dispositivo costó alrededor de ₹ 3500, y el gobierno dijo que le costó demasiado a los agricultores. Sin duda, la ciencia fue increíble y la implementación fue asombrosa. Pero fue un poco caro.
Entonces, este profesor, después de mucha deliberación, reemplazó los láseres existentes con diodos simples y baratos. Si bien la precisión del rendimiento se redujo en un 5% nominal impar, el dispositivo funcionó perfectamente bien. El simple reemplazo de láseres con diodos redujo el precio del dispositivo a ₹ 400. El gobierno estaba contento y ahora los agricultores en Maharashtra están a punto de tener en sus manos este increíble dispositivo.
Entonces, ya ves, de esto se trata la ciencia de los materiales. Alcanzar y simplificar.
Siéntase libre de dejar algo más que le gustaría saber.
Notas al pie
[1] Aplicaciones y usos de grafeno
[2] Las aplicaciones | La universidad de manchester
[3] Aplicaciones y usos de grafeno
[4] http://www.sciencedirect.com/sci…
[5] http://ser.cienve.org.tw/downloa…