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Todo aquello que ocupa un lugar en el Universo está compuesto de materia. Y en este sentido, los materiales, que son conjuntos de materia, son sustancias que disponen de masa, peso, volumen, densidad y temperatura asociadas.
Pero más allá de esta definición global, la variedad de materiales en el Cosmos es inmensa, prácticamente inabarcable. Y es que de los 118 elementos químicos y gracias a infinitas combinaciones, la materia puede tomar formas increíblemente variadas.
Todo lo que hay en el Universo y, por lo tanto, en la Tierra, es una combinación de estos elementos. Y nuestro planeta, dispone de infinidad de distintos materiales. Desde la piel de nuestro cuerpo hasta un fósil, pasando por los tejidos de las plantas, compuestos radiactivos, genes… La lista es infinita.
Afortunadamente, las distintas ciencias, especialmente la Geología, han conseguido clasificar todos estos distintos materiales en unos tipos específicos. Y en el artículo de hoy los analizaremos, viendo ejemplos de cada uno de ellos.
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¿Qué es exactamente un material?
Un material es una sustancia o mezcla de sustancias que constituye un cuerpo sólido. Es decir, distintos elementos químicos en su estado sólido se agregan para formar estructuras químicas que dan lugar a un cuerpo tridimensional.
Y es precisamente en función de cuáles sean los elementos químicos que los conforman y de cómo se junten entre ellos que el material en cuestión tendrá unas propiedades químicas y físicas concretas. Es decir, son los átomos que lo conforman los que, en última instancia, determinan cómo es el material.
En este sentido, un material es un objeto sólido con unas propiedades mecánicas de rigidez, dureza y fuerza únicas, así como un modo específico de responder ante las fuerzas que actúen sobre él y unas propiedades térmicas también concretas.
Todos los materiales tienen una estructura microscópica que es la que determina estas propiedades físicas y químicas. Por ello, hay muchas diferencias entre los materiales metálicos (unión de distintos elementos del grupo de los metales) y los polímeros orgánicos (largas cadenas de átomos de carbono), por ejemplo.
Como debes estar pensando ahora, es difícil pensar en algo de la Tierra que no pueda considerarse un material. Y así es. Todo aquello que nos rodea puede considerarse un material. Por ello, clasificarlos es una tarea complicada y no hay un consenso claro, pero hemos intentado rescatar una clasificación que los pueda englobar a todos.
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¿Cómo se clasifican los materiales?
Como ya hemos dicho, no hay un consenso claro. Clasificar todos los objetos materiales de la Tierra es una tarea imposible. Sin embargo, sí que hay un parámetro clasificatorio que, si bien seguro que tiene sus costuras, es uno de los más completos. En este sentido, tenemos los distintos tipos de materiales:
1. Materiales inorgánicos
Los materiales inorgánicos son todos aquellos objetos sólidos que en su composición elemental no hay átomos de carbono, pero sí de cualquier otro tipo. Teniendo en cuenta que tienen decenas de elementos con los que realizar combinaciones, la diversidad de sustancias inorgánicas es inmensa.
De hecho, prácticamente todo lo que vemos es de naturaleza inorgánica. Son materiales que no proceden de ningún ser vivo, cosa que engloba desde la taza en la que bebemos el café por la mañana hasta una roca de una montaña.
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2. Materiales orgánicos
Los materiales orgánicos son todos aquellos que cuentan con átomos de carbono en su estructura química, dando lugar a las moléculas que compartimos todos los seres vivos. De ahí que estos compuestos orgánicos procedan de ellos. Por lo tanto, todo aquel objeto que proceda de un ser vivo es un material orgánico. Y esto engloba desde un trozo de madera hasta un órgano para realizar un trasplante, pasando por la materia orgánica en descomposición que hay en el suelo o las setas que nos comemos.
3. Materiales metálicos
Los materiales metálicos son todos aquellos objetos inorgánicos que no solo no contienen carbono, sino que su composición química está basada en uno o varios elementos del grupo de los metales. Por lo tanto, todos aquellos cuerpos constituidos por metales serán de este tipo. Y esto engloba desde aleaciones de hierro hasta las sales minerales que introducimos en nuestro cuerpo. Son materiales conductores del calor y la electricidad.
4. Materiales plásticos
Los materiales plásticos son todos aquellos objetos constituidos por polímeros orgánicos de alto peso molecular que generalmente son de naturaleza sintética o, como mínimo, semisintética, siendo generalmente derivados del petróleo. Su composición hace que puedan ser moldeados para dar lugar a objetos sólidos muy variados. Desde los años 50, hemos producido más de 8.000 millones de toneladas de plástico para fabricar todo tipo de productos.
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5. Materiales pétreos
Los materiales pétreos son todos aquellos objetos de naturaleza inorgánica que proceden de lo que popularmente conocemos como rocas. Esto engloba desde las piedras que nos encontramos en plena naturaleza como los bloques de construcción (el cemento también es un material pétreo) que se utilizan a menudo y que proceden de un tratamiento industrial de estas rocas.
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6. Materiales textiles
Los materiales textiles son todos aquellos objetos de origen tanto natural (como la seda o la lana) como artificial o sintético (como la fibra de carbono) que se caracterizan por ser un conjunto de filamentos que pueden ser tratados para obtener hilos. Esta propiedad (se considera material textil a todo aquel cuerpo del que se puedan obtener hebras largas que puedan ser hiladas) permite la confección de todo tipo de prendas de ropa.
7. Materiales compuestos
Los materiales compuestos son todos aquellos objetos que nacen de la unión química de átomos de distintos elementos. Prácticamente todos los objetos de la Tierra son de este tipo, pues es muy extraño encontrar materiales simples que estén formados por un único tipo de átomo. Un ejemplo de este último sería el diamante.
8. Materiales fotosensibles
Los materiales fotosensibles son todos aquellos objetos, generalmente compuestos por elementos semiconductores como el selenio o el dióxido de silicio, que tienen la propiedad de reaccionar ante el contacto con la luz. Es decir, son cuerpos sensibles a la incidencia de energía lumínica y, gracias a ello, permiten obtener una imagen. Evidentemente, el mundo de la fotografía y del cine tiene sus cimientos en estos tipos de materiales.
9. Materiales peligrosos
Los materiales peligrosos son todos aquellos objetos sólidos que, por sus propiedades físicas, mecánicas o químicas, pueden ocasionar daños en los seres vivos o en el ambiente. La frontera entre lo que se considera peligroso o no es muy subjetiva, pero sí que hay algunos donde no hay debate, como por ejemplo los explosivos, el mercurio, los sólidos inflamables, los objetos punzantes, los venenos, las sustancias corrosivas, los residuos industriales, etc.
10. Materiales biocompatibles
Los materiales biocompatibles son todos aquellos objetos de origen sintético o semisintético y de naturaleza orgánica que han sido diseñados para poder reemplazar a alguna estructura de un ser vivo. Es decir, son objetos creados por los humanos que pueden integrarse dentro de nuestro cuerpo y que no solo no son rechazados, sino que desarrollan la función de algún órgano o tejido dañado. Las prótesis de rodilla son un claro ejemplo. El titanio es un buen material biocompatible, pero hay muy pocos objetos que sean biocompatibles, pues la mayoría de ellos no son aceptados por nuestro cuerpo.
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11. Material hereditario
El material hereditario es el pilar en el que se fundamenta la vida. Presente en todas las células de todos los seres vivos, el material hereditario o genético es el conjunto de biomoléculas en las que están codificados los genes que, tras ser leídos por distintas enzimas, permiten expresar proteínas y todas las moléculas necesarias para mantenerse en vida. Además, este material genético (en forma de ADN generalmente) tiene la propiedad de replicarse y pasar de generación en generación.
12. Material parental
Los materiales parentales hacen referencia a la roca madre de los suelos. Se trata de un depósito inorgánico de elementos que conforman los distintos horizontes del suelo, por encima de los cuales descansa la porción orgánica. Se trata de un conjunto de minerales que son sensibles a la meteorización física, química y biológica.
13. Materiales refractarios
Los materiales refractarios son todos aquellos objetos sólidos capaces de soportar temperaturas muy altas sin perder el estado sólido. Para que un material pueda considerarse como tal, debe ser capaz de aguantar temperaturas de más de 1.600 °C sin ablandarse. El magnesio, el óxido de aluminio y el silicio son tres ejemplos de ello.
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14. Materiales inteligentes
Los materiales inteligentes son todos aquellos objetos cuyas propiedades pueden ser modificadas por acción humana. Es decir, aplicando un estímulo externo, somos capaces de alterar de forma predecible alguna de sus propiedades, como la temperatura, el pH, la tensión o el campo eléctrico que genera. Un ejemplo son los polímeros electroactivos, unos materiales que se deforman después de que los sometamos a un campo eléctrico concreto.
