21 de enero de 2016
DISEÑO+NANOTECNOLOGÍA
Ensayo sobre las aplicaciones presentes y futuras de la nanotecnología en el desarrollo de materiales y diseño de productos, así como la manera en que el DI participaría en el desarrollo de este tipo de productos de alta carga tecnológica. Fotografía: Detalle de “Likie living organisms” proyecto de Local Androids, países bajos.
El futuro del diseño industrial en conjunto de la nanotecnología Por Alma de Moure Garcini
La nanotecnología es el diseño, caracterización, producción y aplicación de estructuras, componentes y sistemas creados por la manipulación controlada de tamaño y forma en la escala nanométrica (atómica, molecular y macromolecular) que produce estructuras, componentes y sistemas con al menos una característica o propiedad novedosa o superior (Bawa et al., 2005: 151). Dicho esto podemos entender que la nanotecnología tiene la posibilidad de explorarse y explotarse en casi todos los rubros de la industria. Por lo que tenemos que empezar a fijar los objetivos más cercanos a sus posibles aplicaciones entorno al diseño industrial. Para empezar la aplicación de la investigación
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científica en el desarrollo de nuevos materiales o modificaciones a los ya existentes está empezando a generar un gran impacto en la industria en general. La tecnología y sus avances están trazando un camino nuevo para los diseñadores industriales. Un ejemplo actual de esto es el caso de Wendy una gran escultura hecha de tela nylon impregnada de nanopartículas de óxido de titanio expulsadas en forma de spray las cuales reaccionan al entrar en contacto con el aire que la rodea, la cual no sólo brinda un espectáculo al proyectar efectos de niebla, agua y luces, si no que también funge como un filtro que limpia el aire de la contaminación generada por un equivalente a 260 autos.
Hay muchos ejemplos presentes ya en la industria textil, proyectos que incorporan textiles con capacidad a reaccionar a nivel molecular a la temperatura del cuerpo para nivelar la temperatura corporal como si se tratase de una extensión de nuestra propia piel, imitándola. El desarrollo de ésta tecnología está dando como fruto supermateriales, que a diferencia de “crear” nuevos materiales, modifica propiedades físicas de los ya existentes como su fuerza, superficie, masa, conductibilidad, elasticidad o impermeabilidad. Estamos a punto de entrar a una era donde el avance técnológico va a marcar más fuerte y rápido la competencia de las industrias.
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Supermateriales La importancia de conocerlos Uno de los principales motivantes de la industria por el desarrollo de los nuevos supermateriales es precisamente por sus beneficios. Y imaginar un material que tenga todas las propiedades de la seda natural pero con un costo de producción mucho menor al de los materiales naturales, resulta sumamente atractivo. Así como la industria tiene un interés muy creciente por la implementación de estos supermateriales, el Diseñador Industrial se encuentra implícito en estos pasos agigantados de la industria y el avance tecnológico. Los principales supermateriales para considerar durante los próximos años como los que se pronostica que revolucionen la industria son de los que voy a hablar a continuación. SHRILK Desarrollado por el equipo Wyss en la Universidad de Harvard, Shrilk es una material que imita la fuerza, resistencia y versatilidad de la cutícula de los insectos. Sus cualidades constan en ser un material de muy bajo costo, biodegradable, muy ligero, gran flexibilidad y de una resistencia equiparable a la de la aleación de aluminio. Está compuesta de proteínas fibroína de seda y de la quitina presente en las conchas de los camarones. Es fácil de moldear en formas complejas, tales como tubos, y se descubrió que variando el contenido de agua al momento de su fabricación
Izq. presentación de Shrilk en Harvard. Der. Escultura realizada con Vantablack por Anish Kapoor
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se puede manipular el nivel de rigidez o elasticidad. Este material se considera aprovechable para sustituir el uso de plástico desechable por sus cualidades de rápida biodegradabilidad y en el ámbito médico se piensa explotar su nivel de resistencia y flexibilidad para suturar heridas que requieran grandes cargas (ejem. reparación de una hernia) o la sustitución temporal de tendones. VANTABLACK Su desarrollo estuvo a cargo de la empresa británica Surrey Nanosystems, quienes crearon un material con la capacidad de absorber casi en su totalidad la luz visible (sólo deja un 0.035%) y la deja rebotando en los nanotubos que lo componen hasta que eventualmente ésta luz se convierte en calor. Observarlo resulta una experiencia desconcertante, por ser de un color negro profundo (el tono de negro más oscuro que se ha concebido hasta el momento), ya que no se puede diferenciar entre relieves o pliegues, da la apariencia de un abismo negro. Elaborado mediante nanotubos de carbono, cada uno de los cuales es 10,000 veces más delgado que un cabello humano. Se pronostica su utilidad para calibrar y mejorar los detalles hasta el momento casi indetectables de las imágenes del universo en telescopios, y para elaborar productos y vestimentas especiales para pacientes en tratamientos contra el cáncer.
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GRAFENO Es el supermaterial revolucionario de la industria, el más popular hasta el momento y es que desde el 2010 año en el que su desarrollo les otorgó el premio nobel a sus creadores; el grafeno ha calificado como un material casi perfecto pues su propiedades encontradas han sido casi ilimitadas. Y es que el grafeno puede presumir de ser altamente conductivo, 20 veces más fuerte que el acero, con una densidad similar al la de la fibra de carbono, 5 veces más ligero que el aluminio, altamente flexible, transparente, capacidad de autoenfriarse y autorepararse. Su estructura consiste una gran pila de láminas de grafeno (los grafenos son carbonos de enlaces dobles) superpuestas. Sus posibles aplicaciones son ilimitadas debido a sus capacidades y enorme potencial (es capaz de potenciar reacciones químicas) sin embargo actualmente se ha experimentado en la creación de pantallas táctiles híperflexibles con mayor captación de energía solar que los hasta ahora conocidos paneles solares (Apple y Samsung han invertido millones en patentes desarrolladas con este material y tienen una incesante pelea por desarrollar y obtener las mejores aplicaciones explotando las propiedades del grafeno), baterías sin litio con mucho mayor capacidad y sin problemas de sobrecalentamiento, chalecos anti-balas, o como un material útil en procesos de desalinazación del agua entre muchos avances tecnológicos propiciados por el descubrimiento de éste supermaterial.
Plástico sensible y autoreparable Pequeña muestra del plástico desarrollado por la Profesora Zhenan Bao que tardará 30 minutos en reconstruirse por completo.
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Con una alta conductividad el grafeno promete miles de aplicaciones y sustituir materiales que actualmente se utilizan en sectores muy dispares y para utilidades muy diversas. Samsung ha desarrollado ya varios prototipos exitosos de pantallas flexibles.
AEROGELES
hidrógeno. La carga eléctrica entre estos enlaces provoca una atracción y la Como dato curioso su surgimiento reorganización de su estructura se derivó de una apuesta de dos colegas molecular al ser divididos. El plástico se científicos quienes se retaron a lograr recubrió con una capa de reemplazar el líquido de un frasco de nanopartículas de níquel, lo cual mermelada con un gas sin disminuir el favorece la conductividad eléctrica y le volúmen que equivalía la mermelada. posibilitan la sensibilidad a la El aerogel se logró componiéndolo dos presión.Tiene la capacidad de fases (coloide), pero a diferencia de un autorepararse ilimitadamente y a coloíde normal éste está compuesto por temperatura ambiente. una fase sólida y otra gaseosa (en lugar Sus posibles fines involucran a su de una fase líquida). Tiene la propiedad uso en prótesis artificiales, piel sintética, de ser un sólido con una densidad coberturas táctiles y autorreparables bajísima (3 mg por cm3), gran para gadgets; la industria se plantea el porosisdad (cualidad de aislante acústico poder contruir pantallas de y térmico), es tranlúcido y de muy bajo smartphones que se arreglan tras una peso pero con la capacidad de soportar caída que la deje hecha añicos, o un más de 1000 veces su propio peso. Por automóvil con piezas capaces de el momento se ha utilizado en la autoregenar daños causados por golpes industria como aislante térmico y con los principios de éstos nuevos acústico en la construcción de edificios, plásticos. sin embargo tiene un gran futuro en construcciones aéreas reduciendo costos NANOCELULOSA de materiales estructurales como vigas. ´ La nanocelulosa se empezó a PLÁSTICOS QUE SE convertir en un tema de moda apartir
AUTOREPARAN de que se publicarán unos estudios donde sus investigadores explicaban Su concepción viene de la cómo poder producir éste material de búsqueda por imitar la regeneración forma económica y en grandes celular y la capacidad de conducir la cantidades problema que detenía el electricidad para interconectarse con interés de la industria en su uso. Y es células sensibles como lo hace la piel que con ésto la nanocelulosa pasa a ser humana. Fue desarrollado en la una opción más asequible y ecológica Universidad de Stanford. Se trata de un que la producción de grafeno. En polímero plástico de consistencia cuanto a sus propiedades está que es gomosa formado por largas cadenas de ocho veces más resistente que el acero,
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es transparente, de baja densidad, y también tiene la capacidad de conducir la electricidad. La celulosa es uno de los materiales más abundantes, al ser un material generado en grandes cantidades por las plantas, razón por la cual es de origen un material barato y respetuoso con el medio ambiente; sin embargo a nanoescala las propiedades de éste material cambian radicalmente. Para su obtención se necesitan desencadenarse largas fibras de celulosa dando como resultado la celulosa nanocristalina. Su resultado nos proporciona un material tan resistente como el aluminio y puede utilizarse para producir chalecos anti balas livianos, pantallas para artículos electrónicos e incluso para cultivar órganos. Sus aplicaciones están implícitas en la industria farmacéutica, cosmética, biocombustibles, plásticos y la electrónica. Y es que se tiene expectativa por aprovecharla en el diseño de armaduras militares, automóviles más resistentes o como material médico (al ser también absorbente y moldeable, se pueden fabricar con ella gasas y vendas, así como pequeños implantes).
Nanocelulosa Al desencadenarse su estructura en largas fibras su apariencia se comporta cristalina.
de comprimirse hasta en un 95% y volver a su forma inicial sin sufrir ningún daño, al igual que puede soportar hasta 40 veces su propio peso lo cual lo define como un material bastante resistente y estable. Su manipulación es bastante compleja debido a su peso mismo, y es que para controlarlo se necesita someterlo a un ambiente casi inocuo ya que cualquier ínfima corriente de aire afecta su manipulación. Este material de color negro intenso sirve como un excelente conductor de electricidad, lo cual ha generado mucho interés en la industria tecnológica para crear baterías de gran capacidad de almacenamiento y mayor ligereza (desde automóviles hasta para aviones), así como para purificar agua pues tiene la cualidad de absorber contaminantes y removerlos. SILICENO El siliceno es una lámina de silicio de 1 átomo de grosor. Y por primera vez pudo ser utilizado para elaborar unos transistores, lo cual abre la puerta a la fabricación de chips de ordenador mucho más rápidos, pequeños y que consuman menos electricidad. Y es que el siliceno tiene excelentes cualidades eléctricas pero es extremadamente difícil de elaborar así como de trabajar con él ocasionada por su complejidad e inestabilidad al ser expuesto al aire. Su viabilidad fue gracias a que un grupo de investigadores utilizaron el mismo principio para estructurar el grafeno (otro material con un grosor de 1 átomo) y agruparon átomos de silicio para que éstos integrasen una estructura similar a la del grafeno.
las arañas de forma industrial así como de reproducirla sintéticamente sin éxito. Por junio del 2015, la empresa de investigación científica Bolt Threads anunció públicamente que su equipo de investigación logró exitosamente producir tela de araña sintética la cual pueden configurar según las necesidades del cliente en específico y es que encontraron cómo modular su nanoestructura, pudiendo definir si determinada fibra va a ser más resistente, elástica o con mejores cualidades para ser a prueba de agua que la tela de araña producida por arañas. Esta empresa también logró producir ésta tela de araña de una forma eficiente, barata y a gran escala de producción. Actualmente la empresa está trabajando para lanzar éste año sus primeros productos enfocados a la industria textil como una cubierta para iPad muy ligera que la vuelve a prueba de agua o chalecos antibalas con la apariencia de finas prendas de seda; sin embargo no es el único enfoque que va a ser explotado, pues parte interesante de éste material es justamente que encontraron cómo configurar y mejorar a gusto las propiedades de la tela de araña.
TELA DE ARAÑA SINTÉTICA AEROGRAFITO El areografito es el material más livíano que se ha desarrollado hasta el momento compuesto por 99.90% de aire, y nanotubos de carbono de 15 nanometros de diametro, entre conectados a escala nanométrica. Se trata prácticamente de auna estructura similar al de una esponja, y apesar de tener una densidad apenas menor que la del aire no flota. Tiene la capacidad
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La tela de araña tiene cualidades que la hacen muy atractiva de imitar, y es que se distingue por ser una fibra extremadamente fina, muy resistente (supera al acero) y de gran porcentaje de flexibilidad. Se ha calculado que si se consiguiera fabricar una tela de araña a escala humana, esta podría detener un Boeing 747 en pleno vuelo. Por obvias razones el humano desde hace ya tres décadas se ha dedicado a intentar producir la seda de
Arriba, el siliceno abre las puertas a chips mucho mas pequeños, veloces y eficientes. Abajo, extrusión de tela de araña hecha por el equipo de Bolt Threads sin requerir arañas.
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Los equipos de trabajo transdiciplinarios juegan cada vez un papel de mayor importancia para poder desarrollar conceptos y productos de mayor complejidad y eficiencia, así el diseñador industrial tiene la oportunidad de fungir como una pieza valiosa en los proyectos que se estan desarrollando en conjunto a la nanotecnologia. Aún faltan muchos proyectos para fomentar el interés de los estudiantes de Diseño Industrial en la nanotecnología a nivel global.
Nuevos recursos tecnológicos ¿qué tan convenientes para el DI? Ante todo el avance tecnológico que sigue surgiendo y mejorando día a día el diseñador industrial, parece no tener un abasto en recursos creativos así como nuevos materiales para poder crear respuestas totalmente nuevas con un mercado que constantemente requiere diferentes respuestas. Probablemente es muy difícil mantenerse el día con todas las nuevas opciones que nos presentan estos nuevos supermateriales y tecnologías que nos vienen a traer campos de exploración ilimitados, sería importante tener en cuenta que como diseñador es esencial tener un constante interés hacia estar actualizados. Sin embargo puede llegar a parecer utópico el poder tener tan amplio conocimiento sobre todos los campos tecnológicos que se están desarrollando. Es por eso que es necesario entender que el diseñador tiene que abrirse a trabajar en equipos transdisciplinarios, Y que aunque probablemente no podemos desarrollar un conocimiento especializado en tan diversas mejoras de la ciencia, si podemos mantenernos en constante actualización para poder responder con mejores respuestas a las necesidades del humano. También la forma de diseñar ha
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cambiado, ya no se trata del diseñador que se sienta a desarrollar ideas de un objeto innovador buscando entre un catálogo de materiales o principios físicos/químicos/ biológicos apropiados para su proyecto; actualmente las compañías buscan a especialistas que trabajen en conjunto para ir explotando los nuevos descubrimientos que traen consigo las nuevas tecnologías. La nanotecnología trae consigo un montón de oportunidades nuevas de experimentación en la industria manufacturera, médica, automotriz y aeroespacial. Actualmente la nanotecnología está creciendo potencialmente y a pesar de esto aún no se llenan las vacantes que la industria requiere para explotar éste nuevo ámbito laboral. A mi en lo particular me parece una nueva cara fascinante de la ciencia, donde se brinda una nueva oportunidad al diseñador para poder entender los detalles a una escala completamente nueva para nuestro conocimiento. Creo que sería bueno tener mayor accesibilidad a seminarios o cursos para introducir al Diseñador Industrial a la nanotecnología y sus miles de vertientes en casi todos los aspectos en que es aprovechable.
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