1- La ciència dels materials

La ciència del materials és un camp multidisciplinari que estudia coneixements fonamentals sobre les propietats físiques macroscòpiques dels materials i els aplica en diverses àrees de la ciència i l'enginyeria, aconseguint que es puguin utilitzar en obres, maquines, eines, etc.

Fa relativament poc temps que els científics han arribat a comprendre la relació entre elements estructurals dels materials i llurs propietats. Un dels científics més rellevants en aquest camp ha estat Willard Gibbs al demostrar la relació entre les propietats d'un material i llur estructura.

La ciència de materials classifica els materials segons les seves propietats y la seva estructura atòmica. I es classifiquen així:

• Metalls
• Ceràmics
• Polímers
• Materials composts o composites

Les aplicacions industrials de la ciència de materials inclouen l'elecció del material, llur cost-benefici per obtenir el material, les tècniques de processat i les tècniques d'anàlisi. El científic o enginyer de materials també ha de tractar l'extracció i llur posterior conversió en materials útils. L'emmotllament de lingots, tècniques de fosa, extracció en alt forn, extracció electrolítica, etc. 

Polímers i ceràmiques són també molt importants en aquesta ciència. Els polímers són un material primari usat per conformar o fabricar plàstics. Els plàstics són el producte final després que diversos polímers i additius hagin estat processats i conformats en la seva forma final. El PVC, polietilè, etc., són exemples de plàstics.

I pel que fa a les ceràmiques, esta l'argila, així com el seu modelat, assecament i cuita per obtenir un material refractari.

Propietats mecàniques:

• Duresa
• Resistència
• Plasticitat
• Ductilitat
• Mal·leabilitat
• Rigidesa
• Elasticitat

Propietats òptiques:

• Opacs
• Transparents
• Translúcids

Propietats acústiques:

Materials transmissors o aïllants

Propietats elèctriques:

Materials conductors o dielèctrics

Propietats tèrmiques:

Materials conductors o aïllants tèrmics

Propietats magnètiques:

Materials magnètics. En física es denomina permeabilitat magnètica a la capacitat d'una substància o medi per atraure i fer passar a través seu els camps magnètics, la qual ve donada per la relació entre la intensitat de camp magnètic existent i la inducció magnètica que apareix en l'interior del material.

2- Els metalls

Els metalls són  elements químics que poden formar cations i enllaços iònics.
Constitueixen en un dels grups principals d'elements, junt amb els no metalls,semimetalls i gasos nobles.
Els metalls tenen densitat i punt de fusió alts, són dúctils, durs i bons conductors de l'escalfor i de l'electricitat.
Aquestes propietats es deien a l'enllaç metàl·lic propi dels metalls, on els electrons exteriors dels metalls estan lligats només lleugerament als àtoms, formant un "mar" d'electrons de gran mobilitat que "banya " tots els àtoms.
La ciència dels metalls defineix un metall com un material en el quan dins la seva estructura electrònica hi ha paquets comuns a la banda de valència i a la banda de conducció (l'enllaç).
Els metalls ocupen la major part de la taula periòdica dels elements i estan separats dels no metalls per una línia entre el bor i el poloni.

Es divideixen en diferents sèries químiques:
-Metalls alcalins
-Metalls alcalinoterris
-Lantànids
-Actínids
-Metalls de transició
-Metalls de la capa p o altres metalls

Els metalls es van descobrir a la prehistòria però en forma de metalls purs. Amb el temps es van desenvolupar noves maneres de obtenir metalls utilitzant el forn.
Un dels descobriments més importants va ser el descobriment del ferro.
Poc desprès es van anar descobrint nous metalls on van ser molt útils com ara l'alumini.

Algunes de les propietats dels metalls són: Metalls de transició com el ferro, el coure, el zinc i el níquel són metalls que tarden molt a oxidar-se també n'hi han que no s'oxiden com el pal·ladi,el platí o l'or,aquests metalls no s'oxiden perquè no reaccionen a l'atmosfera.

També una de les propietats que destaca són que és un bon conductor de l'electricitat.
Es poden deformar i fracturar-se.

2.1- Els nous materials metàl·lics

L'acer: un nou material, l'industria siderúrgica ha estat en primera línia de l'avenç tecnològic gracies a un esforç combinat de investigació  i desenvolupament, tant en les mateixes empreses com en els centres d'investigació. A aquests ha ajudat el seu baix cost en comparació  amb altres materials estructurals, la seva disponibilitat i la seva gran varietat en composicions , l'industria siderúrgica ha estat en primera línia de l'avenç tecnològic gracies a un esforç combinat d'investigació  i desenvolupament, tant en les pròpies empreses como en els centres d'investigació. A això ha ajudat el seu baix cost en comparació amb altres materials estructurals, la seva disponibilitat i la seva gran varietat en composicions.

Les propietats dels acers actuals no tenen res a veure amb les dels produïts anys enrere. A la dècada dels vuitanta, l'industria de l'automòbil es va revolucionar amb l'aparició dels acers HSLA que van permetre reduir el pes de les carrosseries en  un 35%. 

En aquests últims vint anys, aquests acers han quedat superats per la nova generació d'acers avançats d'alta resistència, amb carregues de ruptura de 1500MPa. Aquesta revolució  ha donat fruit a l'aparició de noves famílies d'acers, com els de fase dual el qual la seva microestructura esta composta principalment per ferrita, que proporciona ductilitat al material, i illes de martensita,  que li confereixen resistència. 

Aquests nous tipus d'acers presenten complexes microestructures, barreja de martensita, bainita i/o austenita retinguda que permeten el tan desitjat efecte d'enduriment per transformació.

Aleacions d'alumini: En poc més de cent cinquanta anys, l'alumini i les seves aleacions han passat de ser desconegudes, a rodejar-nos en la nostra vida quotidiana, van poder-se considerar com el gran competidor de l'acer per alguns usos estructurals. No cap dubte de que la seva baixa densitat (2,7 g/cm3 davant dels 7,8 g/cm3 de l'acer) fa que la seva aplicació al transport, sobre tot l'aerospacial, sigui prioritaria. A això s'ha d'anyadir la seva gran resistència a la corrosió i les seves increïbles propietats mecàniques superiors, inclús, a les de molts acers. Els nous materials metàl·lics d'us aerospacial tenen a més un repte inclòs: la tolerància al dany. Junt a aquestes noves aleacions apareix el glare, nou material compost d'aleació d'alumini i vidre laminats de manera conjunta formant multicapes, pel que te una alta resistència al desgast i a l'impacte. 

3- Les ceràmiques

La ceràmica és un material sòlid i inorgànic i no metàl·lic.Aquest material necessita una quantitat de calor per poder fer la seva preparació.Quan és va descobrir la ceràmica el seu primer material va ser la terrissa que estava elaborada amb argila.Aquest material actualment serveix per fabricar productes domèstics i objectes útils pel dia a dia.La ceràmica es considera un material molt bo (alta qualitat)Aquest material no només es veu en l'àmbit de crear objectes i coses útils sinó que també està en l'àmbit artístic.

• Argiles: podem distingir entre estructurals i porcellanes, formats per sílice, alúminia i impureses.
• Ciments: el ciment es produeix per escalfament a 1400Cº en un forn giratori d’una mescla d’argila i pedra calcària. El producte obtingut es tritura molt fi i es barreja amb guix (el ciment pot ser hidràulic, es pot utilitzar en estructures submarines).
• Refractaris: formats per alumina, sílice, i magnesia. Poden estar barrejats amb: argila, àcids o bàsics. Les seves característiques poden suportar temperatures de 1580Cº fins a 1650Cº.
• Abrasius: estàn formades a partir de: silici, alumina fosa, o corindó, carbur de tungstè, i òxid de zirconi. Es caracteritzen per tenir una resistència al desgast, ser més tenaços i refractaris que els metalls.

3.1- Els nous materials ceràmics

Els nous materials ceràmics:

Una classe de ceràmiques són les ceràmiques intel·ligents , es fan servir en sensors i actuadors.
Han pensat en nous reptes pel  futur com són les membranes ceràmiques i hiperfiltradores.
I també hi han les ceràmiques superdures.

4- Els polímers

Els polímers: Són macromolècules (orgàniques) formades per la unió de molècules més petites anomenades monòmers.
Hi han diferents tipus de polímers:

• Polímers naturals:

5- Els biomaterials

Un biomaterial és qualsevol matèria, superfície o construcció artificial que interacciona amb sistemes biològics. L'estudi dels biomaterials s'anomena ciència dels biomaterials i compta amb 50 anys d'antiguitat. La ciència dels biomaterials engloba elements de la medicina, biologia, química, enginyeria dels teixits i ciència dels materials.

6- La fibra de carboni

7- Les fibres òptiques

8- Díodes làser i LED

9- La nanotecnologia

10- Els materials dels telèfons mòbils