Tecnología de la Producción

analíticas generales de la energía de
un cristal deformado plásticamente
que permiten abordar el estudio de
problemas de gran interés tecnológico.
Los modelos multiescala son una
aplicación clara de la teoría discreta,
ya que eliminan las teorías empíricas
y permiten reducir incertidumbre en
los modelos de comportamiento de los
materiales. Esta teoría permite abordar
entre otros, el estudio general de
la dinámica de dislocaciones con la
que calcular el comportamiento plástico
de monocristales, reemplazando
los modelos empíricos actuales que
se han demostrado poco fiables. En
numerosos foros científicos y de gestión
de la actividad investigadora se
ha puesto de manifiesto últimamente
que las nanotecnologías serán un
campo de innovación y desarrollo en
los próximos años. En esta línea, uno
de los materiales que podría suponer
un soporte fundamental para futuras
aplicaciones nanotecnológicas por
sus propiedades mecánicas, eléctricas
y magnéticas, y que ha despertado
la atención de esta comunidad, es
el grafeno. Este material consiste en
una sola capa aislada de grafito de
un solo átomo de espesor en la cual
los átomos forman una red hexagonal.
En 1991 Sumio Iijima, científico
japonés, descubrió que es posible
conseguir enrollar esas capas de grafeno
para formar tubos que tienen
unos pocos nanómetros de diámetro.
Esos nanotubos de carbono se pueden
producir con longitudes de varios micrómetros,
y se ha comprobado que es
Aplicación de las
matemáticas en el
proyecto
Para el equipo de investigación,
lo más adecuado para
este estudio, es establecer
un equilibrio, desarrollando
modelos multiescala mixtos,
numéricos y analíticos. Utilizarán
procedimientos de modelización
multiescala para el
estudio del comportamiento
mecánico de los materiales.
Ésta es una opinión generalizada
entre la comunidad
científica dedicada a la Mecánica
y los Materiales. Tampoco
la comunidad matemática
es ajena a las necesidades que
están surgiendo en nuestros
días, es preciso desarrollar
un marco matemático que
soporte adecuadamente el
estudio de estos problemas,
para establecer la conexión
entre los mecanismos que
gobiernan el comportamiento
macroscópico, que se conocen
de las teorías de la Mecánica
de Medios Continuos y los
que controlan la mecánica
de las redes cristalinas. Este
planteamiento se basa en
el éxito que por ejemplo el
método cuasicontinuo está
demostrando, desde su desarrollo
hace menos de 10 años,
en la reducción del coste
computacional, y sobre todo,
en la adecuación al estudio de
estos problemas de la teoría
discreta de cristales elásticos
desarrollada por algunos
componentes del equipo.
posible emplearlos como elementos
conductores de electrones, actuando
así como minúsculos cables eléctricos.
Existen métodos químicos que
permiten hacer crecer un nanotubo
desde un contacto metálico a otro,
por lo que representan el ideal de un
cable unidimensional y con propiedades
cuánticas. Aunque resultan muy
flexibles, los nanotubos son más resistentes
que el acero, pudiendo ser las
fibras más resistentes que se fabrican
hoy día. Por otro lado, frente a esfuerzos
de deformación muy intensos, son
capaces de deformarse notablemente
y de mantenerse en un régimen elástico.
Además el carbono puede dar
lugar a un aislante eléctrico si se encuentra
en forma de diamante.
Debido al tamaño tan pequeño de
los nanotubos de carbono, la caracterización
mecánica de las propiedades
y el estudio de los cambios estructurales
bajo carga son muy costosos
y difíciles de realizar experimentalmente.
Este problema se agrava cuando
se quiere conocer el efecto en el
comportamiento mecánico y eléctrico
de defectos iniciales.
El proyecto presenta dos líneas
de trabajo principales: desarrollo de
una teoría en la que se definan los
complejos de red discretos, defectos
en la red cristalina y caracterización
de propiedades, para el grafeno y nanotubos
de carbono, y a partir de la
teoría desarrollada, la aplicación a
estructuras y configuraciones de interés
tecnológico.
La primera parte de este proyecto
es análoga al trabajo desarrollado por
algunos de los componentes del equipo
de investigación para materiales
con diferente estructura interna. En
primer lugar, el equipo desarrollará
un modelo discreto de la red atómica
hexagonal del grafeno que tenga en
cuenta todos los elementos geométricos
que van a necesitar en estudios
posteriores. En la segunda parte se
centrarán en varias aplicaciones.
Estudiarán la respuesta dinámica de
nanotubos de carbono con distintas
configuraciones, con ello, pretenden
evaluar la posible utilización de bosques
de nanotubos de carbono como
amortiguadores de vibraciones en el
mundo de la microelectrónica.
Así mismo, analizarán el ferromagnetismo
en láminas de grafeno,
causado por la presencia de defectos
locales en la red atómica del tipo nanohuecos
o grietas. Por último, desarrollarán
las propiedades eléctricas
de bifurcaciones y en nanotubos de
carbono, que pueden emplearse como
mecanismos activos o interconectores
en sistemas nanoelectrónicos
aportando numerosas ventajas, como
reducción del consumo eléctrico y aumento
de la velocidad de respuesta.
TECNOLOGÍAS DE LA PRODUCCIÓN