El desarrollo que está experimentando la ingeniería de materiales durante los últimos años es asombroso. Y muy bienvenido. Precisamente estos avances marcarán la diferencia, o deberían hacerlo si todo sigue su curso, en algunos proyectos que posiblemente tendrán un calado muy importante en la humanidad.
Uno de ellos es la fusión nuclear. De hecho, el proyecto IFMIF-DONES persigue, entre otras cosas, poner a punto el material que se utilizará en el revestimiento interior de la cámara de vacío en la que es necesario sostener la reacción de fusión de los núcleos de deuterio y tritio. Ese material debe ser capaz de soportar el impacto de los neutrones de alta energía generados por la fusión. Y no es sencillo fabricarlo.
En cualquier caso, la innovación en ingeniería de materiales en la que os proponemos indagar en este artículo es diferente, pero tiene un potencial enorme. Un grupo de investigadores del Instituto Tecnológico de California (Caltech), del Laboratorio de Propulsión a Chorro de NASA (JPL) y de la Universidad de Tecnología de Nanyang, en Singapur, ha desarrollado un tejido con unas propiedades asombrosas.
Al igual que cualquier otro tejido, es dúctil y flexible. Y, por supuesto, puede ser utilizado para elaborar prendas de vestir. Sin embargo, cuando es sometido a un estímulo determinado sus propiedades mecánicas cambian y se vuelve rígido. Tan rígido como un metal. Los investigadores no tardaron en darse cuenta de que si eran capaces de controlar ese estímulo a voluntad habrían dado con un material que tendría un abanico de aplicaciones enorme. Y, como refleja el artículo que han publicado en Nature, lo han conseguido.
Un tejido asombroso que puede volverse tan rígido y resistente como un metal
Para poner a punto este tejido los investigadores han utilizado unas pequeñas piezas de un polímero sintético similar al nailon con forma de octaedro (podéis verlas en la fotografía de portada de este artículo) que previamente habían fabricado utilizando una impresora en 3D. Estas piezas están entrelazadas unas con otras, confiriendo al material resultante la apariencia y la maleabilidad de un tejido.
La elección de la forma de octaedro no fue casual. Al parecer los investigadores probaron a imprimir elementos con forma de anillos, cubos y otras geometrías que era posible entrelazar, pero los mejores resultados los han obtenido al decantarse por la forma de octaedro. En condiciones normales, como he mencionado, este tejido es flexible y maleable, pero al incrementar su tensión estructural se produce una transición que lo dota de una rigidez y una resistencia similares a las de un metal.
Para someterlo a este estrés lo que han hecho es comprimirlo introduciéndolo en una cámara de vacío y colocarlo en el interior de una envoltura de plástico. Este mecanismo es similar al que podemos observar, por ejemplo, en un paquete de café. Cuando lo compramos el café que contiene ha sido envasado al vacío, de manera que sus partículas están lo más apelotonadas posible porque el aire que estaba presente de forma natural entre ellas ha sido eliminado.
En este estado el café adopta una configuración sólida y rígida, pero cuando abrimos el paquete y el aire penetra en su interior las partículas se separan y el café se comporta como un fluido. Esta transición de estados es muy similar a la que han replicado estos investigadores utilizando su tejido de polímero sintético, y nos permite intuir que un material con estas características debería tener un abanico de aplicaciones muy amplio.
El ejemplo al que han recurrido estos científicos para ilustrar qué se puede hacer con su innovación es, precisamente, la capa de Batman. Y no cabe duda de que está bien escogido. De hecho, la capa del superhéroe interpretado por Christian Bale se comporta exactamente de esta forma en las películas dirigidas por Christopher Nolan (en 'Batman Begins' Lucius Fox explica a Bruce Wayne las peculiaridades del tejido con el que este último decide fabricarse su capa).
Aunque, como hemos visto, en la primera versión de su tejido estos investigadores han empleado un polímero sintético, han explicado que planean poner a punto otras versiones utilizando metales que pueden ser manipulados con una impresora en 3D, como, por ejemplo, el aluminio. De esta forma confían en incrementar la dureza y la rigidez del tejido.
Esta configuración, según ellos, les permitirá emplear este material en un abanico muy amplio de aplicaciones. Incluso en escenarios en los que es necesario utilizar elementos capaces de soportar una tensión muy alta, como son la fabricación de exoesqueletos o la construcción de puentes que pueden ser enrollados y desplegados a voluntad, entre muchas otras posibilidades. Suena bien, ¿verdad?
Imágenes | California Institute of Technology | Nanyang Technological University
Más información | California Institute of Technology | Nature
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