Un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) han creado un nuevo material que se considera el material más duro del mundo.
Han pasado 15 años desde que los científicos Andréy Gueim y Konstantín Novosiólovel (Premio Nobel de Física por este hallazgo) descubrieran el grafeno, esa lámina ultradelgada compuesta de carbono puro, con átomos dispuestos en patrón regular hexagonal, similar al grafito, pero en una hoja de un átomo 100 veces más fuerte que el acero, con densidad casi idéntica a la fibra de carbono y 5 veces más ligero que el aluminio.
Ahora, los ingenieros del MIT, han dado un paso más allá y han creado el material de construcción más fuerte del mundo, siendo 10 veces más resistente que el acero estructural, 20 veces más ligero que el acero y con una densidad de sólo el 5% del acero.
‘Podemos sustituir el material por cualquier cosa. La geometría es el factor dominante’
– Markus Buehler, Director del departamento de ingeniería civil y ambiental del MIT.
En su forma 2D el grafeno es uno de los materiales más fuertes del mundo, pero los investigadores consiguieron transformarlo en 3D logrando comprimir sus partículas mediante la variación de la presión y la temperatura.
Al final de su investigación, los científicos se dieron cuenta que era la forma con la que se imprimiría el grafeno, la que potenciaba la fuerza y aumentaba la resistencia de una manera increíble con esa forma de tubo o rollo; por lo que demuestran que el aspecto de formas geométricas es crucial en las nuevas formas tridimensionales para que los materiales sean más fuertes y ligeros.
Se ensayaron mecánicamente para saber su resistencia a la tracción y conocer las propiedades de compresión. Su respuesta mecánica bajo carga fue simulada utilizando modelos teóricos y los resultados de los experimentos, como simulaciones, coincidieron con precisión.
«Nace el nuevo material de construcción más duro del mundo desarrollado por ingenieros del MIT«
La misma geometría, se podría aplicar a los materiales estructurales de gran escala. Por ejemplo, el hormigón de una estructura, tal como un puente, podría hacerse con esta geometría porosa, proporcionando una resistencia comparable con una fracción del peso. Este enfoque tendría la ventaja adicional de proporcionar un buen aislamiento debido a la gran cantidad de espacio aéreo encerrado dentro de ella.
Debido a que la forma está plagado de espacios de poros muy pequeñas, el material también podría encontrar aplicación en algunos sistemas de filtración, ya sea agua o procesos químicos.