Desde hace algún tiempo, los científicos han sabido
que el carbono, cuando está dispuesto de cierta manera, puede ser muy fuerte. El
mejor ejemplo de esto es el grafeno, el cual hasta ahora era el material
más fuerte conocido por el hombre. El grafeno está hecho de una hoja
extremadamente fina de átomos de carbono dispuestos en dos dimensiones.
Pero hay un inconveniente, aunque el grafeno es muy útil por su delgadez
y propiedades eléctricas, es también muy difícil de usar para crear materiales
tridimensionales. Ahora, un
equipo de investigadores del MIT descubrió que tomar pequeñas escamas de
grafeno y fusionarlas siguiendo una estructura en forma de malla no sólo
retiene la resistencia del material, sino que también hace que el grafeno se
mantenga poroso.
Los investigadores han determinado que este nuevo
material, con su particular geometría, es realmente más fuerte que el grafeno, y
exactamente 10 veces más fuerte que el acero, con sólo el 5% de su densidad.
El
MIT cree que "los nuevos hallazgos demuestran que el aspecto crucial
de las nuevas formas tridimensionales tiene más que ver con su configuración
geométrica inusual que con el propio material, lo que sugiere que materiales
similarmente fuertes y ligeros podrían ser hechos de una variedad de otros
materiales mediante la creación de características geométricas similares".
El descubrimiento de un material que es
extremadamente fuerte pero excepcionalmente ligero tendrá numerosas
aplicaciones. "Podrían usar el material de grafeno real o usar la
geometría que descubrimos con otros materiales, como polímeros o metales",
dice
Markus Buehler, director del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental (CEE)
del MIT y el profesor de ingeniería de McAfee. "Usted puede reemplazar
el material en sí con cualquier cosa, la geometría es el factor dominante, es
algo que tiene el potencial de transferir a muchas cosas".
Los proyectos estructurales a gran escala, tales
como puentes, pueden seguir esta nueva geometría para asegurar que la
estructura sea fuerte y resistente. La construcción puede resultar más fácil,
dado que el material utilizado será ahora significativamente más ligero. Debido
a su naturaleza porosa, también puede aplicarse a sistemas de filtración.
Esta investigación, dice
Huajian Gao, un profesor de ingeniería de la Universidad de Brown, que no
participó en este trabajo, "muestra una dirección prometedora de reunir la
fuerza de los materiales 2D y el poder del diseño de la arquitectura
material".
A continuación se pueden ver los resultados de la
simulación de las pruebas de compresión sobre el grafeno en 3D:
Grafeno.
Video: MIT
