Materiales

Basándonos en distintos planes estratégicos sectoriales y en previsiones a 2020 de diferentes plataformas europeas, en el proyecto ACTIMAT hemos identificado los que estimamos serán los materiales protagonistas tanto en el futuro inmediato de nuestra Sociedad como a medio plazo. Entre las necesidades detectadas se encuentran las de materiales ligeros, materiales con alta resistencia a impacto, con combinación de funcionalidades, materiales para superficies autolimpiantes, antirayado, con estética cambiante, etc.

Los materiales identificados se han agrupado conformando lo que son las 3 grandes áreas de materiales estratégicos en las que se dividen nuestras investigaciones:

Área 1 / Materiales Inteligentes

También llamados activos o multifuncionales por su capacidad para responder del modo diseñado y generado en el propio material ante los estímulos del entorno. Esta área constituye la continuación más directa de las primeras fases del proyecto ACTIMAT.

Área 2 / Materiales Funcionales

Agrupa a los nuevos materiales que pueden presentar funcionalidades determinadas, como, por ejemplo, conducir la electricidad o gestionar el calor. Las combinaciones de estos materiales generan:

Materiales composites o mezclas inmiscibles en las que uno de los materiales hace de matriz soporte o aglomerante.
Eco–composites o composites de matriz orgánica reforzada, en los que bien la matriz o bien el refuerzo son de origen natural.
Metamateriales (MM) o materiales con estructuras electromagnéticas artificiales, con propiedades inusuales no presentes en la naturaleza como presentar un índice de refracción negativo (NRI) o tener permitividad magnética negativa.

Área 3 / Compounds especiales o materiales formulados

Agrupa a los materiales que existiendo cierta miscibilidad o dispersión homogénea, dan lugar a distintas morfologías de presentación (en granza, en polvo, en concentrados, en disoluciones, etc.). Constituyen el paso intermedio para lograr propiedades y funcionalidades específicas a través de la combinación de materiales y, por ejemplo, han permitido desarrollar materiales compound, con propiedades a la carta, u otros materiales como los Green–Polymer, que son de procedencia natural y vienen de la química verde o refinería verde, y no de la química del petróleo.

Materiales estratégicos contemplados en ACTIMAT

Áreas	Grupos	Descripción
MATERIALES INTELIGENTES	Orgánicos	Material activo objetivo de Actimat desde sus inicios en 2002. Se continúan las investigaciones y desarrollos en aquellos materiales que cubren necesidades aún sin resolver y ofrecen mayores oportunidades como materiales inteligentes con mayor alcance, mayores temperaturas de trabajo, biocompatibilidad,…etc. Se avanza en el estudio de sus posibles aplicaciones en dispositivos sensores y actuadores. Se incluye su integración en materiales estructurales y funcionales para lograr también las mayores sinergias posibles.
	Inorgánicos
	Híbridos
	Integración
MATERIALES FUNCIONALES	Orgánicos	Materiales muy cercanos a los materiales inteligentes que cubren otras propiedades y los cuales pueden combinarse para desarrollar materiales funcionales a la carta. Partiendo de materiales estructurales, se logra disponer de nuevos materiales reforzados con las funcionalidades demandadas por los sectores industriales y la sociedad.
	Inorgánicos
	Híbridos
	Metamateriales
COMPOUNDS ESPECIALES	Desarrollo de compounds especiales	El desarrollo de nanomateriales requiere de la combinación, en matrices que soporten estos materiales, que les permita ser procesables y poder sincronizar las propiedades hacia las necesidades concretas de cada aplicación. La variedad de formulaciones o compounds es tan amplia como lo son las nuevas propiedades demandadas por las nuevas tecnologías y los nuevos productos. Además de propiedades especiales, se requieren materiales que cada vez sean más naturales tanto desde su procedencia hasta su comportamiento, evitando la dependencia química del petróleo, a través de una química más natural y desarrollos de materiales más sostenibles.
	Green–Polymers
	Encapsulados
	Microinyección

Área 1 / Materiales Inteligentes

Son materiales también llamados activos o multifuncionales porque tienen la capacidad de responder ante el entorno de un modo previamente diseñado y generado en el propio material. Por ejemplo, la capacidad de memoria de forma permite entrenar al material para adquirir distintas formas dependiendo de las condiciones del entrono.

Es la continuación más directa del ACTIMAT. Atendiendo a su naturaleza, se clasifican en orgánicos, inorgánicos e híbridos.

Grupos	Tipos de materiales contemplados
Orgánicos	Síntesis y caracterización de polímeros con propiedades activas. Polímeros con propiedades eléctroconductoras. Materiales orgánicos con propiedades electroópticas. Polímeros piezoeléctricos. Polímeros con memoria de forma. Superficies orgánicas con propiedades activas. Nanofibras luminiscentes.
Inorgánicos	Materiales con Magnetoimpedancia gigante. Memoria de forma magnética, FSMA. Aleaciones con memoria de forma SMA. Materiales piezoeléctricos. Materiales Multiferroicos, Materiales Termoeléctricos. Materiales cerámicos por electrospinning.
Híbridos	Materiales Magnetoreológicos. Materiales composites orgánico con partículas de material magnetostrictivo, FSMA. Composites magnetoeléctricos.
Integración	Desarrollo de microdispositivos de SMA. Integración de actuadores inteligentes. Composites orgánicos funcionales reforzados (integración de funcionalidades). Composites inorgánicos basados en SMA con integración de funcionalidades.

Área 2 / Materiales Funcionales

Son materiales que pueden presentar una funcionalidad determinada, como conducir la electricidad, gestionar el calor,… En el proyecto se combinan además estas funcionalidades y/o materiales con materiales estructurales para lograr funcionalidades estratégicas definidas por determinados sectores industriales.

Las combinaciones de materiales generan los llamados materiales composites, mezclas inmiscibles en las cuales uno de los materiales hace de matriz soporte o aglomerante. Se denominan además reforzados, cuando uno de los materiales actúa como refuerzo (fibras). Dependiendo de la matriz (material más predominante), se denominan de matriz orgánica (polímeros) o inorgánica (metálica, cerámica). Muchas veces se denomina piezoeléctrico orgánico a un composite de matriz polimérica que aglutina cristales cerámicos con propiedades piezoeléctricas.

Los eco–composites se definen como composites de matriz orgánica reforzado, en los cuales o bien la matriz o bien el refuerzo provienen de origen natural.

Los Metamateriales (MM) son materiales con estructuras electromagnéticas artificiales con propiedades inusuales no encontradas directamente en la Naturaleza como presentar un índice de refracción negativo (NRI) o permitividad magnética negativa.

Grupos	Tipos de materiales contemplados
Orgánicos	Composites de matriz orgánica reforzados, ligeros de altas prestaciones. Composites de matriz orgánica con buen comportamiento al fuego. Polimerización ROP. Curados no convencionales. Eco–composites. Composites de matriz orgánica con propiedades eléctricas.
Inorgánicos	Aleaciones ligeras para condiciones extremas. Cerámicas flexibles. Composites de matriz metálica (MMC). Composites de matriz cerámica (CMC). Composites con gradiente de funcionalidad (FGM). Materiales de porosidad controlada.
Híbridos	Estructuras sándwich (metal–composite, madera–composite, cerámico–composite,…). Materiales nanoporosos con nanohilos integrados. Materiales híbridos basados en la unión sin aplicación de adhesivos de materiales disimilares. Materiales para gestión térmica. Material encapsulado Cu–diamante en base Cu. Materiales híbridos para aplicaciones de grandes deformaciones. Impacto a baja/media velocidad.
Metamateriales	Metamateriales ópticos y electromagnéticos.

Área 3 / Compounds especiales o materiales formulados

También se les podría denominar formulaciones de materiales ya que existiendo cierta miscibilidad o dispersión homogénea, pueden dar lugar a distintas morfologías de presentación: en forma de granza, en polvo, en concentrados, en disoluciones, etc …

Es un paso intermedio para lograr propiedades y funcionalidades específicas a través de la combinación de materiales, pudiéndose desarrollar materiales compound con propiedades a la carta partiendo de nanomateriales, materiales inteligentes, aditivos y otros principios activos.

Green–polymer son materiales desarrollados a modo de los polímeros pero partiendo de procedencia natural, y no de la química del petróleo, la química verde o refinería verde, no solo desde la procedencia del mundo vegetal sino también del animal.

Grupos	Tipos de materiales contemplados
Desarrollo de compounds especiales	Con propiedades superficiales. Con propiedades ignífugas. Con propiedades eléctricas. Antibacterianas. Con propiedades autoregenerantes o autoreparantes. Nanoestructurados. Termoplástico de baja densidad para automoción. Compound nanoreforzado altas prestaciones mecánicas.
Green–Polymers	Compound reforzados en base matriz orgánica (PET) reciclado. Compound biopolimericos (PLA,…).
Encapsulados	Obtención de aditivos naturales microencapsulados. Encapsulado de aditivos y principios activos para envase.
Microinyección	Nuevos materiales para microinyección.