viernes, 19 de octubre de 2012

Materia Condensada


 En los últimos tiempos estamos utilizando objetos mucho más pequeños y sofisticados que hace unos 15 años. En el día a día utilizamos un USB, vemos tele en una Led, escuchamos musica por un Ipod, nos comunicamos con un Iphone, Blackberry o cualquier Smartphone, navegamos por medio de una ultrabook, Tablet, Ipad, etc, tenemos memorias micro SD, cámaras digitales y muchisimas cosas pequeñas creadas por el estudio de esta rama de la física y en base a la nanotecnología.

Desde hace mucho tiempo, la respuesta a la pregunta ¿De qué están hechas las cosas? ha sido la misma: de átomos, pero no es así de simple sino también de su estructura, de su composición.
Para empezar podemos nombrar a una computadora, aquella máquina que puede realizar tantas tareas y que parece no tener relación alguna con la sencilla arena de la playa. ¡Oh sorpresa! El elemento constitutivo principal de ambas es el mismo: El silicio.

¿Otro ejemplo? Comparemos el suave y opaco grafito de la punta de un lápiz con un duro y brillante diamante. Parecen tan diferentes entre sí, pero ambos están hechos de carbono puro. La explicación está en la geometría, en la forma en la que se acomodan los átomos para formar el material.

Estos y otros enigmas son los temas de estudio de la física en una de sus ramas: la Física de Materia Condensada.

¿Qué es la Física de Materia Condensada?
La física de la materia condensada es el campo de la física que estudia las características microscópicas de la materia. El estudio se enfoca, principalmente, a materiales sólidos y líquidos. Estos conocimientos nos ayudan a entender cómo son los materiales que encontramos en la naturaleza e incluso a dar un paso más allá y diseñar los propios.

¿Por qué es importante estudiar las cosas desde lo pequeño?
Analizando el gran salto en la ciencia y la tecnología. Hoy en día no es sorprendente ver el pequeño tamaño de la mayoría de los aparatos electrónicos. No hace mucho las televisiones tenían un tamaño enorme, además de que sus pantallas eran muy pequeñas; los radios de bulbos no se quedaban atrás. Hoy, esos aparatos que solían ser muebles, son portátiles.

Desde entonces los aparatos electrónicos se hicieron más eficientes, consumiendo menos electricidad para realizar las mismas funciones; se construyeron más pequeños y sin tantas partes móviles que se desgastaran; se hicieron durables y confiables.
El campo tiene grandes similitudes con la química, ciencia de los materiales y la nanotecnología, y hay conexiones cercanas con los campos relacionados de la física atómica y biofísica. La Teoría Física de la Materia Condensada también comparte muchos conceptos y técnicas importantes con teórica de partículas y física nuclear.

Las cámaras digitales también se han beneficiado. Cada vez poseen mayor resolución y sensibilidad a la luz. Y aunque pareciera que no rebasan el uso personal, estos aparatos son responsables de buena parte de las nociones que hoy tenemos sobre el universo.

Hace dos décadas, 144Mb era considerada una gran cantidad de información. Hoy esa capacidad nos suena risible pues apenas es suficiente para almacenar unas pocas canciones. Los discos duros actuales pueden almacenar cientos de miles de veces más información en volúmenes más pequeños llevando a la práctica fenómenos físicos recién descubiertos que se dan a nivel microscópico.

No todo el estudio de la física de materia condensada se reduce a los dispositivos como los transistores y microchips o a mejores maneras de conducir la electricidad; otros aspectos de nuestra vida moderna se han visto impactados de manera directa: medicina, vestimenta, transporte, industria petroquímica, cuidado del medio ambiente, y muchos otros.


 Ejemplos y Aplicaciones
El campo de investigación en esta área es muy extenso y sus logros no sólo tienen valor científico, sino que también benefician directamente al desarrollo tecnológico. Un ejemplo claro de esto es el desarrollo de la electrónica, impulsada por el avance de la física de semiconductores.

Semiconductores:
Un semiconductor tiene una resistividad eléctrica intermedia entre las de los buenos conductores y las de buenos aislantes. La enorme importancia de los semiconductores en la electrónica actual se debe, en parte, al hecho de que sus propiedades eléctricas son muy sensibles a concentraciones muy pequeñas de impurezas.

El semiconductor más utilizado es el silicio (Si) , que es el elemento más abundante en la naturaleza, después del oxígeno. Otros semiconductores son el germanio (Ge) y el selenio (Se)

Dispositivos con semiconductores
Los dispositivos con semiconductores llenan un papel indispensable en la electrónica contemporánea.
En las últimas cuatro décadas se dejó de usar los tubos al vacío al ser reemplazadas por dispositivos de estado sólido como transistores, diodos, circuitos integrados, etc.

Es evidente que jamás hubiéramos imaginado hace veinte años atrás que esta rama de la física se haría tan popular peor en el desarrollo que acabamos de hacer queda un poco más claro el panorama.
A pesar de las muchas posibilidades que la Física de Materia Condensada ofrece, salta a la vista esa diferencia que ha marcado en la vida moderna: Además de adaptarnos a los materiales existentes en la naturaleza contamos con la posibilidad de diseñar y construir los propios al nivel de nuestras necesidades.

Al desconocer los alcances del estudio de “lo pequeño”, es fácil caer en su menosprecio. Sin embargo, hemos visto que estos conocimientos han facilitado el entendimiento de la naturaleza, además de que mejoran día a día nuestra calidad de vida.

Fuente:
http://fisica.laguia2000.com/fisica-del-estado-solido/materia-condensada
http://www.portalciencia.net/nanotecno/

16 comentarios:

  1. En la "U" solo lleve hasta Física III... pero cada cosa que estudiabamos me parecía re interesante... nunca me hubiera imaginado la similitud entre el grafito y el diamante! y si como dices hace tiempo era increíble que al escuchar... podrás guardar mucha información ... Saludos Max!

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  2. Bueno...por estas cosas me llevó tanto tiempo acabar el secundario...aghhhhhhhhhhhh

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  3. Oh x Dios... volví al colegio!!!
    NOOOOOOOOOOOOOOOOOOO!!! Siempre me pareció chino básico elemental. PEro super interesante todo lo que dices!

    Beso!

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  4. No mi estimado, yo no veo televisión en una LED ni tengo Ipod y a mi USB le entró virus. Soy del pueblo y aún uso cassettes.

    Saludos, sanmarquino "combativo" (porque a la hora del "combo" vas al comedor, ya te vi xD).

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  5. Hi, q tal! La nanotecnologia, son las aplicaciones q dan los fisicos cuanticos a la rama ingenieria, es asi? Todos lo q Circuito integrado,(Obleas), materiales superconductores,todo eso es aplicacion de la cuantica. Podrias postear sobre los 4 principios de la cuantica? Gracias, te sigo en twitter. Tambien soy San marquino Matemático abierto a la fisica

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  6. Mariela Garcia: Sin duda la fisica es una materia interesante y todavía hay mucho que descubrir. Pero se está avanzando.

    Darío: jajajaja hay cosas peores jaja

    Marite Alarcón: jajajja si esta rama de la física es interesante y po ello la nuestra vida cotidiana ha cambiado. Gracias

    El Tropicólogo: Jjajajaja si está bien, yo no tengo ipod también pero muchos si y cada vez más. Jajja si ese día fui menos mal cocinaron bien haha

    Hellequin: No, no tiene nada que ver la fisica cuántica a la rama de la ingeniería. La cuantica tiene que ver con el estudio de las partículas elementales en cuanto a la probabilidad de posición, momento, etc. Gracias.

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  7. Te cuento que antes de estudiar contabilidad quise estudiar Zootecnia y no ingresé a la Agraria porque no me gustaba la Física jajaja.

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  8. Interesante. Física práctica para nóveles como nosotros. Creo que es necesario de qué están hechos los componentes de nuestros aparatos electrónicos símbolos de modernidad y progreso.
    Hace un par de semestres presenté un trabajo sobre el coltán, un mineral clave para la industria de computadoras, cámaras, celulares, que se extrae de manera cuasi esclavista en el Congo, utilizando niños y ancianos, desatando una guerra civil interna y la aparición de mafias de otros países vecinos.

    Detrás de la comodidad de unos, siempre está el sufrimiento de otros.

    Saludos.

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  9. Lo último que leí sobre nanotecnología era acerca del ataque a células cancerígenas de una forma más específica, lo cual no se consigue actualmente con los tratamientos de quimioterapia que destruyen a la vez células del intestino y de la sangre. El mundo de hoy, es el mundo de lo pequeño.

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  10. que interesante "mAxwell".

    Sin duda lo que antes era ficcion poco a poco se va volviendo realidad. Lei hace unas semanas la invencion de robots celulares, que podran ser usados para "disolver" coagulos y prevenir infartos.
    Las maquinas corazon pulmon son ahora casi del tamaño de una maleta y no el ropero que existian en los 80's.

    Me has traido muchos recuerdos! Interesante entrada! informativa y sobre todo entretenido!

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  11. Buuuuuuuuu, leí el post con la mejor voluntad, ganas y empeño por entender, pero toda mi vida he detestado la física!!! Era mi cuco en el cole, horrible! Es más, recuerdo que en mi cole lo llevaban en cuarto y quinto de media, pero a mi promo nos lo quitaron en cuarto y solo lo llevamos en quinto, fue el único curso que jalé ese año y casi no me gradúo por eso :0( Al final, casi toda la clase le pagó al profe para que nos de clases particulares un día antes del examen y hubo roche :0( Horrible, horrible, siempre intenté entender, tenía profe particular, pero no hubo modo de meterme nada de física en mi cabecita.

    Beso!

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  12. Me ha encantado el post. Es muy informativo y facilita la comprensión de temas que, sin duda, resultan complicados para la mayoría de las personas.

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  13. Hola Maxwell. Muy interesante y didáctico post. Aunque para ser totalmente honesta, desde que estaba en colegio odiaba la física y la química. Pero siempre es bueno desasnarse un poco. Gracias por culturizarnos.

    Un abrazo.

    LUCHO

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  14. Caƒeιnomana: ooooooe jajaja para esa materia hay que tenerle paciencia nomás.

    Edch: Gracias, lo del Congo y de otros países africanos es una pena, me opongo a eso. Buena tu frase final.

    Munani: En el campo de la medicina se ha avanzado mucho.

    Gary Rivera: En el campo de la medicina se está avanzando mucho y seguro para futuro se utulizaría más. Gracias

    Mina Treintañera: jajajja si casi a todos ha pasado, pero hay que tenerle paciencia a la física. En este caso es algo informativo o divulgativo, no es nada complejo.

    Arion: Gracias, es algo divulgativo.

    LUIS GUADALUPE: jajaja lo que escribi no es nada complejo, es para todos. Gracias.

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  15. Me encantó este post. Eres tan raro, que si te dijera mi nombre me dirías que si fue sacado de la tabla periódica. En serio lo creo. No porque todo lo relaciones con la física, sino porque sabes de la materia.

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  16. jajaja no todo, esto es algo de difusión de lo que vemos a diario. gracias

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