Materialak adimendunak ote?

Fluido magnetoerreologiko bat. Poto barruan dagoen likidoa piztutako elektroimanaren gainean isuriz gero, lerrokatu egiten da, eta solido-itxura hartzen du. Elektroimana itzali ondoren, eroritako likidoak likidoen propietateak berreskuratzen ditu berriz ere.

GAIKER

Material adimendunak – smart edo intelligent ingelesez– material aktibo edo multifuntzional izenez ere ezagutzen dira. Material horiek ingurunetik datozen estimulu fisiko eta kimikoei erantzuteko abilezia daukate. Baina ez edonola. Erantzunak itzulgarria eta kontrolatua izan behar du. Egurra, adibidez, bustiz gero puztu egiten da; lehortutakoan, ordea, ez da lehengora itzultzen. Sailkapen horren arabera, beraz, egurra ez litzateke material adimenduna izango, kanpo-estimulu bati erantzun dion arren.

Material adimendunak sentsore eta eragingailu —‘sentitutako’ kinadari erantzun bat eman eta informazioa egituraren alde batetik bestera bidaltzeko gai direnak— berriak garatzeko baliagarriak dira, eta sentsore horiek, berriz, hainbat egitura —eraikinak, zubiak...— egin eta haien ezaugarriak une oro aztertzeko. Jada hasiak dira erabiltzen.

Mota ugari

Material adimendunak mota askotakoak izan daitezke: organikoak edo ez-organikoak, metalikoak, zeramikoak edo polimerikoak... Ondorioz, erabilera ere mugagabea izan daiteke. Material adimendun guztien artean, ordea, polimeroak dira gaur egun gehien erabiltzen direnak. Izan ere, arinak, gogorrak eta merkeak izateaz gain, nahiko erraz sintetiza eta transforma daitezke, eta nahi diren aplikazioetara aise zuzendu.

Material adimendun batzuek beren forma ‘gogoratzeko’ ahalmena daukate. Forma-memoriadunak esaten zaie. Eremu elektriko baten pean edo tenperaturaren eraginez deformatu egiten dira, eta estimulu fisikoa ezeztatzean aurreko egoerara bueltatzen dira. Ezagunenak SMAk (Shape Memory Alloys edo forma-memoriadun aleazioak) dira, baina azken urteetan SMPak (Shape Memory Polymers, forma-memoriadun polimeroak) ere ari dira ikertzen. SMPak dagoeneko merkaturatu dituzte Estatu Batuetan eta Japonian, baina ez oraindik Europan.

Beste batzuek, antzeko estimuluak jasota, propietate fisikoak aldatzen dituzte. Elektroaktiboak eta magnetoaktiboak, adibidez, inguruko eremu elektriko edo magnetikoaren arabera aldatzen dira. Hainbat —piezoelektrikoak— gai dira inguruko energia elektrikoa energia mekaniko bihurtzeko, eta alderantziz.

Solido eta fluido elektroerreologikoak ere sentikorrak dira eremu elektriko eta magnetikoekiko. 5-10 mikrometro inguruko partikulez osatutako dispertsioak dira. Eremurik ezean dispertsioak zeharo fluidoak dira, baina eremuaren pean partikulak lerrokatu egiten dira, eta likidoak solidoen propietateak hartzen ditu.

Ondoren, eremua desagertutakoan, partikulak ‘lasaitu’ egiten dira eta fluidoak bere ezaugarri intrintsekoak berreskuratzen ditu —jariakortasuna, kasu honetan—.

Merkatuan badira, adibidez, fluido magnetoerreologikoz egindako indargetzaile adimendunak dituzten autoak. Eta, horiei esker, ez dago eroso eta segurtasunez gidatzearen artean oreka-punturik bilatu beharrik. Izan ere, gaur egun indargertzaile seguruenak gogorrenak ere badira. Ondorioz, automobil-egileek legeak ezarritako segurtasun minimoarekin jokatzen dute, autoen erosotasuna handitu ahal izateko.

Partikulen jarrera eremurik gabe eta eremu bat piztean.

Fluido magnetoerreologikoekin, ordea, oreka-behar hori desagertu egiten da, eta segurtasun eta erosotasun handiko autoak egin daitezke. Oro har, automobilgintza oso esparru egokia da material adimendunentzat, elektronikak eta sentsoreek gero eta indar gehiago bereganatu dute eta.

Polimero eroaleak ere material elektroaktibo garrantzitsuak dira. Oraintsu arte polimeroen ezaugarri nagusietako bat izaera isolatzailea zen, baina hainbat polimero eroale izan daitezkeela aurkitu zuten duela ez asko. Poliazetilenoa, polipirrola eta polianilina dira ezagunenak eta aztertuenak. Eta beharbada etorkizunean metalezko kable asko polimero eroaleez ordezkatu ahal izango dira.

Oraingoz, han-hemenka aurki daitezke, telefono mugikorretan eta telebista berrien koloredun pantaila lauetan. Material elektroluminiszentez eginak dira, eta abantaila hauek dituzte: arinak dira, ez dira berotzen eta argi igorle indartsuak dira.

Eremu elektrikoa 0 denean, materiala erlaxatuta dago. Eremua piztutakoan, ordea, hodiaren barruan doan SMA berotu (70-80 †C) eta fasez aldatzen da. Ondorioz, uzkurtu eta silikonazko hodia tolestu eta jaso egiten da. Eremua hutsera jaitsitakoan, materialak forma-memoria daukanez, jatorrizko formara itzultzen da. (Argazkia: GAIKER).

Edonola ere, ikerketa-esparru indartsua da hau, eta, horren lekuko polimeroen eroankortasunaz jabetu ziren ikertzaileek 2000n jasotako Nobel saria.

Eroaleak izan ez baina argi-izpiei erantzuten dietenak ere badaude. Material horiek fotoaktiboak direla esaten da, eta hainbat motatako aldaketak jasan ditzakete. Aipagarrienak material fosforeszenteak eta fluoreszenteak dira.

Bi horiek argi-izpiak igortzeko gai dira. Material fosforeszenteak izpiak jaso eta igorlea amatatu bezain azkar hasten dira jasotako argia/energia berriz igortzen (ordularietako orratz asko, adibidez, egunez argia jaso eta gauez argiztatzen dira). Fluoreszenteak, ostera, eguneko argi arruntean zuriak dira, baina, argi ultramorea jasoz gero, argi fluoreszente indartsua emititzen dute aldi berean. Material elektroluminiszenteak ere argi-igorle indartsu bihurtzen dira korronte elektriko bat jaso ondoren.

Azkenik, kromoaktibo esaten zaienak daude. Horiek kolorea aldatzeko gaitasuna dute, korronte elektriko bat —eletrokromikoak—, erradiazio ultramorea —fotokromikoak— edo tenperatura-aldaketa bat —termokromikoak— jasaten badute. Jasotako energia agortutakoan, noski, materialak berriz ere jatorrizko kolorea berreskuratuko luke.

Material fotokromiko bat. Argi ultramorea jasotakoan kolorez aldatzen dira.

GAIKER

Tenperaturarekin kolorea aldatzen duten materialak, adibidez, oso lagungarriak izango lirateke eguneroko bizimoduan, segurtasunaren ikuspuntutik, bereziki. Zartaginak, kafe-makinak edo edalontziak material termokromikoz eginez gero, erraz ikusiko genuke zer tenperatura duten, eta asko murriztuko lirateke erredurak zein istripuak. Umeei dagokienean ere, biberoia dela edo bainua dela, oso interesgarriak izan litezke.

Ontzien eta bilgarrien arloan ere, produktuen kalitatea hobetzeko adimendun etiketak erabiltzen dira. Etiketa horiek produktuaren kalitatea bermatzen dute eta produkzio- eta banaketa-prozesuen informazio zehatza ematen dute.

Bestalde, produktu askoren tenperatura etiketaren kolorearen arabera ere jakin daiteke. Ingalaterran, adibidez, Newscastle garagardoaren etiketak izar urdin bat du. Etiketa tenperaturaren arabera ilundu edo argitu egiten da, eta, horri esker, botila hartu aurretik bezeroak jakin dezake garagardoa behar bezain hotza dagoen.

Bistan denez, material adimendunak dagoeneko erabili dira arrakasta handiko aplikazioetan. Sistema eta produktu berriak garatu dira, baina, batez ere, dagoeneko erabiltzen ziren gailuen pisua eta konplexutasuna murriztea lortu da. Izan ere, kontuan hartu behar da material adimendunekin ez direla erabat produktu berriak egin nahi, baizik eta merkatuan dauden hainbat produktu politago, merkeago, fidagarriago eta, azken finean, erosoago bihurtu nahi direla.

Material termokromikoak. Tenperatura-aldaketek kolore desberdinak eragiten dituzte.

GAIKER

Horretarako, unibertsitateko ikerkuntza-taldeen eta zentro teknologikoen lana erabakigarria izango da hurrengo urteetan. Unibertsitateko taldeen oinarrizko ikerkuntzak material hauek hobeto ulertzen lagunduko digu. Zentro teknologikoek, berriz, material hauen aplikazioetan lan egin beharko dute, gizarteari produktu berriak eta hobeak eskaintzeko.

Hala, material ‘pasiboen’ garaitik material ‘aktiboen’ garaira pasatuko gara, ‘erantzuten’ dakiten materialen garaira, eta nork daki etorkizunean zer etorriko den. Material adimendunei buruz GAIKERek antolatutako jardunaldietan Jan Van Humbeeck irakasleak iragarri zuenez, material adimendun edo argiez gain, ‘jakitunak’ ere ezagutuko ditugu agian.