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Ciencia de los
Materiales
Nuevo y Prometedor Material
29 de
Abril de 2005.
 Se
ha presentado un nuevo tipo de laminado metálico que puede servir de
blindaje, reemplazando al berilio, un metal firme pero tóxico,
comúnmente usado en aplicaciones aeroespaciales exigentes.
Un equipo conducido por Kenneth S. Vecchio, profesor de ingeniería
mecánica y aeroespacial en la Escuela de Ingeniería Jacobs de la
Universidad de California en San Diego (UCSD) ha desarrollado este nuevo
material metálico, fuerte y ligero, de un tipo distinto y con
propiedades únicas.
El nuevo material es ambientalmente seguro. Su rigidez corresponde a la
del acero, pero en cambio es sólo la mitad de denso. Está hecho
principalmente de dos metales livianos. Vecchio alternó capas de hojas
de una aleación de aluminio y titanio, y las comprimió y calentó en un
económico proceso ahorrador de energía. La reacción resultante generó un
laminado de dos capas: un estrato "intermetálico" duro como la cerámica
de aluminuro de titanio, y una capa plegable de aleación residual de
titanio. Las capas de 1 milímetro de espesor, pueden ser apiladas como
páginas de un libro, y moldeadas en las formas deseadas antes de
calentarse.
La arquitectura laminada fue seleccionada por Vecchio para imitar la
estructura interna de la resistente concha del Haliotis rufescens, un
molusco gasterópodo conocido como Abulón Rojo, entre otros nombres
populares.
Los miembros de la facultad de ingeniería estudian diseños estructurales
y funcionales naturales, desde conchas de molusco y picos de pájaro
hasta púas de erizo de mar y otros biocompuestos, en el desarrollo de
nuevos materiales y dispositivos.
El Haliotis rufescens, que come algas marinas, es apreciado como fuente
de joyería nacarada, y se encuentra cerca de la costa de California. El
molusco fabrica su casa en forma de domo añadiendo lentamente capas de
carbonato de calcio quebradizo, cada uno de aproximadamente una milésima
del espesor de un cabello humano, entre estratos aun más delgados de un
adhesivo elástico de proteína.
"La fase intermetálica de aluminuro de titanio corresponde a la fase
dura de carbonato de calcio del molusco, y el estrato de la aleación de
titanio imita los estratos elásticos de proteína de la concha de la
oreja de mar", reconoce Vecchio.
Para probar la capacidad del nuevo material de detener un impacto de
bala, Vecchio disparó una barra pesada de aleación de tungsteno sobre
una muestra de 2 centímetros de espesor a una velocidad de 900 metros
por segundo. La barra penetró sólo la mitad de espesor de la muestra
experimental. Vecchio está convencido de que el laminado funciona muy
bien como armadura y tiene potencial como metal estructural.
Vecchio ha descrito también en su informe la formación de cavidades
dentro de los estratos laminados, que fueron hechas recortando partes de
la hoja antes del calentamiento. En un caso, llenó las cavidades con
bolitas de acero, de modo que puedan rebotar dentro de la cavidad
actuando como amortiguadores de vibración altamente eficaces. Esta
característica podría ser de valor en motores a reacción y otras
aplicaciones de alto rendimiento propensas a la vibración ruidosa.
También es posible incluir conductores eléctricos dentro de la lámina,
incrustando cables metálicos o fibras durante la fabricación. Estos
componentes pueden tanto reforzar el material como actuar de sensores
empotrados. Además, la lámina podría ser enriquecida con la adición de
materiales que generan una carga eléctrica cuando son deformados
mecánicamente. A la inversa, los llamados materiales piezoeléctricos se
deforman cuando se someten a un campo eléctrico.
Información adicional en:
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