Fuerte y poroso
Durante años, los investigadores han sabido que el carbono, cuando se arregla de cierta manera, puede ser muy fuerte. Caso en cuestión: grafeno.
El grafeno, que hasta ahora era el material más fuerte conocido por el hombre, está hecho de una lámina extremadamente delgada de átomos de carbono dispuestos en dos dimensiones. Pero hay un inconveniente: aunque es notable por su delgadez y sus propiedades eléctricas únicas, es muy difícil crear materiales tridimensionales útiles a partir de grafeno.
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Ahora, un equipo de investigadores del MIT descubrió que tomar pequeñas escamas de grafeno y fusionarlas siguiendo una estructura similar a una malla no solo retiene la resistencia del material, sino que el grafeno también permanece poroso. Según los experimentos realizados en modelos impresos en 3D, los investigadores han determinado que este nuevo material, con su geometría distinta, es en realidad más fuerte que el grafeno, lo que lo hace 10 veces más fuerte que el acero, con solo el cinco por ciento de su densidad.
Aplicaciones futuras
El descubrimiento de un material que es extremadamente fuerte pero excepcionalmente ligero tendrá numerosas aplicaciones. Como informa el MIT:
Los nuevos hallazgos muestran que el aspecto crucial de las nuevas formas tridimensionales tiene más que ver con su configuración geométrica inusual que con el material en sí mismo, lo que sugiere que podrían fabricarse materiales similares, fuertes y livianos a partir de una variedad de materiales mediante la creación de elementos geométricos similares. caracteristicas.
Resultados de la simulación de las pruebas de compresión (arriba a la izquierda e i) y de tracción (abajo a la izquierda e ii) en grafeno 3-D. Haber de imagen: Zhao Qin
“Puede usar el material de grafeno real o la geometría que descubrimos con otros materiales, como polímeros o metales”, dice Markus Buehler, jefe del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental (CEE) del MIT y profesor de ingeniería de McAfee. “Puede reemplazar el material en sí mismo con cualquier cosa. La geometría es el factor dominante. Es algo que tiene el potencial de transferirse a muchas cosas “.
Los proyectos estructurales a gran escala, como los puentes, pueden seguir la geometría para garantizar que la estructura sea sólida y sólida. La construcción puede resultar más fácil, dado que el material utilizado ahora será significativamente más ligero. Debido a su naturaleza porosa, también se puede aplicar a sistemas de filtración.
Este trabajo, dice Huajian Gao, profesor de ingeniería en la Universidad de Brown, que no participó en este trabajo, “muestra una dirección prometedora de reunir la fuerza de los materiales en 2-D y el poder del diseño de arquitectura de materiales”.
