Crean un material más sólido que el acero y más ligero que el agua
Los investigadores, de la universidad alemana de Karlsruhe, se han inspirado en los huesos humanos
Han conseguido esta estructura mediante la impresión en 3D
La tecnología láser y la impresión en 3D han sido dos de las claves que han permitido a un equipo de investigadores alemanes desarrollar un material más sólido que el acero y menos denso que el agua.
Para fabricarlo, los científicos de la Universidad de Karlsruhe se fijaron microscópicamente en la constitución de los huesos humanos, cuya porosidad permite que, a pesar de ser sólidos, puedan pesar menos que el agua.
El estudio, publicado en la revista científica «PNAS» (Proceedings or the National Academy of Science of the United States of America) destaca que tras conocerse la teoría sobre cómo fabricar el nuevo material, los investigadores solo tuvieron que dibujar la estructura mediante tecnología láser y eliminar el exceso de polímeros mediante lavados.
Posteriormente se acopló a la estructura una lámina de óxido de aluminio como recubrimiento. Las pruebas de resistencia realizadas con este nuevo material demostraron que la fortaleza de la capa de aluminio aumentaba a medida que disminuía el grosor del propio recubrimiento.
Explican los científicos que para mejorar la relación de fuerza y peso de un material se puede optar por tres vías, «intentar mejorar la fuerza o bajar la densidad, o ambos». Los materiales sólidos ligeros tienen una densidad en el rango de 1.000 kg/m3, y sólo materiales celulares, como las espumas técnicas, pueden alcanzar valores considerablemente más bajos. Sin embargo, en comparación con los correspondientes materiales a granel, su fuerza específica generalmente es significativamente menor.
Sin embargo, estas espumas técnicas se estructuran al azar y se comportan de una manera en la que predomina la flexión respecto a la resistencia, por lo que su característica fundamental es la posibilidad que tienen de flexionarse.
Modificando y ordenando esa estructura «al azar» es como se puede conseguir este nuevo material, resistente y ligero, que se puede fabricar, según concluyen en su estudio, mediante la aplicación de tecnologías basadas en las impresiones láser en 3D.
Es así como han conseguido este nuevo material celular artificial, que consigue resistir a fuerzas compresivas hasta 280 MPa con densidades muy por debajo de 1.000 kg/m3.
Sin embargo, el estudio concluye que el innovador proceso de fabricación resulta en la actualidad demasiado caro como para su producirlo y distribuirlo comercialmente.