¿Cuáles son algunos campos de investigación en metalurgia e ingeniería de la ciencia de los materiales?

La ciencia de los materiales ha recibido mucha atención de los investigadores. En la mayoría de las universidades, muchos departamentos que van desde física hasta química e ingeniería química, además de los departamentos de ciencia de materiales, están involucrados en la investigación de materiales. La investigación en ciencia de los materiales es vibrante y consta de muchas vías. La siguiente lista no es exhaustiva, solo sirve para resaltar ciertas áreas de investigación importantes.

Nanomateriales

  • Una imagen de microscopía electrónica de barrido de haces de nanotubos de carbono Los nanomateriales describen, en principio, materiales de los cuales una unidad está dimensionada (al menos en una dimensión) entre 1 y 1000 nanómetros (10−9 metros) pero generalmente es de 1 a 100 nm.
  • La investigación de nanomateriales adopta un enfoque de la nanotecnología basado en la ciencia de los materiales, aprovechando los avances en metrología y síntesis de materiales que se han desarrollado en apoyo de la investigación de microfabricación. Los materiales con estructura a nanoescala a menudo tienen propiedades ópticas, electrónicas o mecánicas únicas. El campo de los nanomateriales está poco organizado, como el campo tradicional de la química, en nanomateriales orgánicos (basados ​​en carbono) como fullerenos y nanomateriales inorgánicos basados ​​en otros elementos, como el silicio. Los ejemplos de nanomateriales incluyen fullerenos, nanotubos de carbono, nanocristales, etc.

Biomateriales

El nácar iridiscente dentro de una concha de nautilus.
Un biomaterial es cualquier materia, superficie o construcción que interactúa con los sistemas biológicos. Como ciencia, los biomateriales tienen unos cincuenta años. [Cita requerida] El estudio de los biomateriales se llama ciencia de biomateriales. Ha experimentado un crecimiento constante y fuerte a lo largo de su historia, con muchas compañías que invierten grandes cantidades de dinero en el desarrollo de nuevos productos. La ciencia de biomateriales abarca elementos de medicina, biología, química, ingeniería de tejidos y ciencia de materiales.

Los biomateriales pueden derivarse de la naturaleza o sintetizarse en el laboratorio utilizando una variedad de enfoques químicos que utilizan componentes metálicos, polímeros, cerámicas o materiales compuestos. A menudo se usan y / o adaptan para una aplicación médica y, por lo tanto, comprenden la totalidad o parte de una estructura viva o dispositivo biomédico que realiza, aumenta o reemplaza una función natural. Dichas funciones pueden ser benignas, como ser utilizadas para una válvula cardíaca, o pueden ser bioactivas con una funcionalidad más interactiva, como los implantes de cadera recubiertos con hidroxiapatita. Los biomateriales también se usan todos los días en aplicaciones dentales, cirugía y administración de medicamentos. Por ejemplo, una construcción con productos farmacéuticos impregnados se puede colocar en el cuerpo, lo que permite la liberación prolongada de un medicamento durante un período prolongado de tiempo. Un biomaterial también puede ser un autoinjerto, aloinjerto o xenoinjerto utilizado como material de trasplante.

Materiales electrónicos, ópticos y magnéticos.

Índice negativo metamaterial.

Los semiconductores, metales y cerámicas se utilizan hoy en día para formar sistemas altamente complejos, como circuitos electrónicos integrados, dispositivos optoelectrónicos y medios de almacenamiento masivo ópticos y magnéticos. Estos materiales forman la base de nuestro mundo informático moderno y, por lo tanto, la investigación de estos materiales es de vital importancia.

Los semiconductores son un ejemplo tradicional de este tipo de materiales. Son materiales que tienen propiedades intermedias entre conductores y aislantes. Sus conductividades eléctricas son muy sensibles a las concentraciones de impurezas, y esto permite el uso de dopaje para lograr propiedades electrónicas deseables. Por lo tanto, los semiconductores forman la base de la computadora tradicional.

Este campo también incluye nuevas áreas de investigación como materiales superconductores, espintrónicos, metamateriales, etc. El estudio de estos materiales implica el conocimiento de la ciencia de los materiales y la física del estado sólido o física de la materia condensada.

Ciencia de los materiales computacionales y teoría de los materiales
Con el aumento de la potencia informática, se ha hecho posible simular el comportamiento de los materiales. Esto permite a los científicos de materiales descubrir propiedades de materiales previamente desconocidos, así como diseñar nuevos materiales. Hasta ahora, se encontraron nuevos materiales mediante un proceso de prueba y error que consumía mucho tiempo. Pero ahora se espera que las técnicas computacionales puedan reducir drásticamente ese tiempo y permitirnos adaptar las propiedades de los materiales. Esto implica simular materiales en todas las escalas de longitud.

Además, puede buscar en Google sobre estos centros de investigación.

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