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Los usos más innovadores del silicio

Los usos más innovadores del silicio

[Fuente de imagen: Editado / Wikipedia]

El silicio es posiblemente uno, si no, el elemento más importante para la evolución de las humanidades a través de la historia moderna y la revolución industrial. El elemento fue descubierto en 1824 por el químico sueco Jöns Jacob Berzelius después de calentar trozos de potasio dentro de un recipiente y luego lavar los residuos y subproductos. Atascado en el interior del recipiente quedaba silicio casi puro.

El silicio se produce ahora calentando arena con carbono a temperaturas cercanas 2200 ° C. Es el séptimo elemento más abundante en el universo y uno de los elementos más versátiles que los humanos utilizan e implementan constantemente en los productos.

Hornos

Poco después de la edad de hielo, comenzó una nueva era de la humanidad. Alrededor 8.000 a. C. La gente del Medio Oriente ya comenzó a cultivar. Con la afluencia de materiales y alimentos, se tuvieron que desarrollar nuevas formas para almacenarlos durante largos períodos de tiempo. Si bien el fuego se usó durante muchos años antes, en gran medida no estaba restringido y era bastante peligroso. Con la necesidad de un mayor control sobre el fuego, se desarrollaron los hornos de barro. Arcilla, con una gran composición de Caolinita (Al2Si2O5 (OH) 4) demostró ser increíblemente resistente al calor, pero capaz de moldearse fácilmente cuando está mojado. Si bien conservaron una funcionalidad simplista, los hornos demostraron ser un recurso inestimable. Los hornos permitieron a las primeras generaciones conservar los alimentos y endurecer los ladrillos, lo que permitió que las poblaciones crecieran a medida que se pudieran producir casas más sólidas estructuralmente de manera oportuna que durarían por generaciones. La gran afluencia de alimentos y materiales de construcción se convertiría en un componente integral de la prosperidad y supervivencia de las generaciones futuras.

Vaso

Si bien puede que no sea obvio, el vidrio ha jugado un papel importante en el florecimiento de la humanidad, las primeras generaciones se basaron en gran medida en el vidrio natural, la obsidiana, para crear cuchillos, puntas de flecha e incluso dinero. Sin embargo, las primeras producciones de vidrio se remontan a Siria en 5000BC.Con una cantidad obviamente grande de silicona que reside dentro y sobre la corteza terrestre, era solo cuestión de tiempo hasta que alguien fuera testigo de cómo la roca se derretía y se endurecía en vidrio. Aunque, al comienzo de la fabricación de vidrio, resultó increíblemente difícil trabajar con vidrio.

Los hornos de fundición de vidrio eran bastante pequeños y apenas tenían suficiente calor para derretir el vidrio. Sin embargo, después de la invención siria del tubo de soplado, la producción de vidrio se volvió más fácil, más rápida y más económica. El imperio romano adoptó en gran medida la fabricación de vidrio y la implementó en todos los países bajo su control. Los artesanos del vidrio descubrieron nuevas formas de hacer que el vidrio sea más fuerte, más claro y más resistente a las fracturas.

Hoy en día, el vidrio se implementa en prácticamente todos los edificios. Hoy en día, el vidrio se puede fabricar para que sea casi tan fuerte como el acero, lo suficientemente resistente para soportar múltiples balas y se puede utilizar para generar electricidad. Aunque algunos materiales transparentes se han desarrollado a partir de plásticos e incluso madera, el vidrio sigue siendo el más versátil, dejándolo como la opción clara.

Transistores y uso electrónico

Sería imposible discutir las innovaciones del silicio sin mencionar sus implementaciones más notables dentro del mundo electrónico, incluso ganándose un nombre dentro de los Estados Unidos: Silicon Valley. Específicamente en lo que respecta a los transistores, el silicio condujo al desarrollo de los mayores logros del hombre: computadoras potentes y duraderas.

El silicio no es un metal ni un no metal. Pertenece a la misma familia que el carbono, el metaloide. El silicio demuestra propiedades de metales y no metales, capaz de transmitir una corriente en función de si está cargada o no. Por lo tanto, se puede obtener una posición de 'encendido' o 'apagado', lo que permite la función binaria.

Si bien los primeros transistores se fabricaron con germanio, sus restricciones en las temperaturas de funcionamiento y los problemas de fuga de corriente mientras estaban en el estado "apagado" obstaculizaron gravemente sus potenciales operativos. A pesar de que el silicio es más difícil de trabajar, el silicio de "grado semiconductor" de alta pureza permite que los dispositivos funcionen de -55 a 125 ° C, una mejora significativa en el potencial computacional. En 1954, el químico de Bell Labs, Morris Tanenbaum, desarrolló el primer transistor de silicio funcional, cambiando para siempre el mundo de las computadoras.

Células solares

El silicio se convirtió en un importante punto focal para científicos e ingenieros por igual. A principios de 1954, el ingeniero Daryl Chapin y el físico Gerald Pearson trabajaron en un método particular en el que una capa de átomos de boro se difundía en obleas de silicio de tipo n que a su vez creaban grandes áreas de uniones p-n que residían ligeramente por debajo de la superficie. La iluminación de una fuente de luz en las uniones generó una fuerte corriente eléctrica basada en el efecto fotovoltaico descubierto por Ohl en 1940, (1940 Milestone). El aparato fue capaz de mantener una eficiencia cercana 6 por ciento. El nuevo dispositivo se denominó "bateria solar". Antes de la década de 1950, las células solares ya se estaban utilizando a gran escala, proporcionando energía a los sistemas telefónicos rurales y satélites espaciales.

Hoy en día, el silicio se implementa en prácticamente todos los proyectos. La versatilidad del silicio le permite resistir el calor mientras conserva las propiedades metaloides que permitieron la fabricación de transistores. Ahora, el silicio se ha convertido en un componente integral de la electrónica, mientras que todavía se implementa en gran medida en productos de construcción. El silicio es el material más versátil del mundo, es uno de los elementos más importantes de la Tierra. Con él, muchas, si no la mayoría, de las innovaciones del mundo se crearon en gran parte debido al descubrimiento del silicio.

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Escrito por Maverick Baker

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