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4. APLICACIONES DE LOS CRISTALES.
Aunque el desarrollo de la cristalografía
tuvo lugar como necesidad de descripción del mundo natural,
sus conocimientos vienen siendo aplicados en diversas tecnologías
al margen de los usos tradicionales de los cristales minerales.
Desde tiempos remotos, el dominio experimental en la técnica
de cristalización de metales o cerámicas ha sido motivo de
espionaje, intrigas, e incluso guerras. La cristalografía
ha añadido comprensión a una serie de técnicas en que en
principio eran solo intuitivas y casuales: tanto la estructura
cristalina como el modo de cristalización (rápida, lenta,
muchos núcleos, pequeños cristales, pocos núcleos, muchos
cristales) afectan decisivamente en las cualidades finales de
una sustancia. Hoy día podemos encontrar muchos ejemplos de
sus actuales aplicaciones:
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Biología molecular y bioquímica:
Los trabajos en síntesis de moléculas orgánicas, y la
relación entre la estructura tridimensional de la sustancia
y su función,
han adentrado al mundo de la cristalografía
en la biología molecular, con las debidas particularidades.
En las sustancias inorgánicas todos los elementos se
encuentran fuertemente enlazados. Sin embargo, en los materiales
orgánicos se distinguen claramente unidades aisladas (moléculas),
formadas por átomos unidos entre
sí, cuya unión, es mucho más débil (cristales moleculares).
Son generalmente materiales más blandos e inestables que los inorgánicos.
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En las proteínas también existen unidades
moleculares como en los demás materiales orgánicos, pero
mucho más grandes. Las fuerzas que unen estas moléculas
son similares, pero su ordenamiento en los cristales
deja muchos huecos que pueden rellenarse de agua y de ahí
su extrema inestabilidad.
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Paneles fotovoltaicos: Un panel fotovoltaico consta
de un cristal de sílice que, al ser estimulado por un fotón,
es capaz de desprender electrones (efecto fotoeléctrico)
que son recogidos por un material conductor.
La fabricación de paneles fotovoltaicos tiene la necesidad
de obtención de cristales planos, a un bajo coste.
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Cristales líquidos: Los cristales
líquidos constan de un fluido compuesto por moléculas
alargadas que tienen la propiedad de ordenarse como un
cristal ante la polarización eléctrica del medio.
Al ordenarse cambian sus propiedades ópticas (color,
opacidad, etc). Se han utilizado intensamente en las
pantallas de pequeños aparatos electrónicos
(calculadoras, relojes) y actualmente se están
introduciendo en el mercado de los monitores (pantalla plana).
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Cristales artificiales. La necesidad de
cristales abrasivos en la industria y el alto coste de los
naturales (por ejemplo, los diamantes industriales) ha posibilitado
la aparición de artificiales. Estos cristales no alcanzan los resultados de
los naturales, pero su menor coste rentabiliza su obtención y uso.
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Estas técnicas también se han adentrado en el mundo de
la joyería, obteniéndose gran variedad de piedras preciosas
artificiales con colores escasos en las naturales.
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Informática: Un chip consta de distintas
capas de materiales crecidos durante el proceso de fabricación:
metal, óxido y semiconductor cristalino (sílice) que, al
recibir un impulso eléctrico, puede transmitirlo o no a
un material conductor. Las técnicas de cristalización
han permitido reducirlos a tamaños tan insospechados
que la limitación consiste en conseguir reducir al mismo tamaño sus conexiones.
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