Este nuevo material ultraligero ha demostrado resistencia al impacto de micropartículas a velocidad supersónica

Ingenieros del MIT, Caltech y ETH Zürich han investigado las propiedades de los materiales "nanoarquitecturados" (materiales diseñados a partir de estructuras a nanoescala con patrones precisos). Uno de sus últimos materiales, más delgado que el ancho de un cabello humano, ha demostrado poder resistir el impacto de micropartículas a velocidad supersónica.

Estamos ante un material ultraligero de puntales de carbono a escala nanométrica, que le dan dureza y robustez mecánica, que en comparación con el acero, el kevlar, el aluminio y otros materiales resistentes a los impactos de peso comparable, es más eficiente para absorber los impactos.

Alternativas más ligeras al acero o el kevlar

Para probar la resistencia del material a la deformación extrema, el equipo realizó experimentos de impacto de micropartículas en el MIT utilizando pruebas de impacto de partículas inducidas por láser. La técnica apunta con un láser ultrarrápido a través de un portaobjetos de vidrio recubierto con una fina película de oro, que a su vez está recubierta con una capa de micropartículas, en este caso, partículas de óxido de silicio de 14 micrones de ancho.

A medida que el láser pasa a través del portaobjetos, genera un plasma, o una rápida expansión de gas del oro, que empuja las partículas de óxido de silicio en la dirección del láser. Esto hace que las micropartículas se aceleren rápidamente hacia el objetivo. Los investigadores pueden ajustar la potencia del láser para controlar la velocidad de los proyectiles de micropartículas. En sus experimentos, exploraron un rango de velocidades de micropartículas, de 40 a 1100 metros por segundo, dentro del rango supersónico.

Esta nueva clase de materiales podrían ser útiles para desarrollar armaduras ligeras, revestimientos protectores, escudos explosivos y otros materiales resistentes a impactos materiales, y también podrían potencialmente diseñarse como alternativas más ligeras y resistentes al Kevlar y al acero.

Tal y como explica la coautora Julia R. Greer que ha sido publicado en Nature Materials, profesora de ciencia de materiales, mecánica e ingeniería médica en Caltech, cuyo laboratorio dirigió la fabricación del material:

El conocimiento de este trabajo podría proporcionar principios de diseño para materiales ultraligeros resistentes al impacto para su uso en materiales de blindaje eficientes, revestimientos protectores y escudos resistentes a explosiones deseables en aplicaciones espaciales y de defensa.