Uniendo filamentos de grafito en una fibra cuyas láminas tenían una dureza y una rigidez extraordinarias se fabricó, por primera vez en la historia, la fibra de carbono.
Desarrollado por los ingenieros de la Royal Aircraft Establishment, en Farnborough, en el año 1963, este material ha revolucionado diversas industrias. Sin embargo, la fibra de carbono es costosa. Algo que podría subsanarse con este relevo inspirado por el nácar.
Inspiración en el nácar
El hallazgo ha sido realizado por investigadores de las universidades de Beihang y Texas en Dallas, que han desarrollado láminas de carbono de alta resistencia y superdureza que pueden fabricarse de forma económica a bajas temperaturas (los compuestos de fibra de carbono actuales son caros en parte porque las fibras de carbono se producen a temperaturas extremadamente altas).
El equipo hizo las láminas uniendo químicamente las plaquetas de carbono grafítico, que es similar al grafito que se encuentra en el plomo blando de un lápiz ordinario.
Además, las propiedades mecánicas de este nuevo material superan las de los compuestos de fibra de carbono que actualmente se utilizan en diversos productos comerciales. Cabe recordar que, en su día, la fibra de carbono resultó tan milagrosa que algunos aficionados a la ciencia ficción incluso imaginaron que pudiera hacer realidad la idea de construir un ascensor orbital con él.
Según explica Ray Baughman, Presidente Distinguido Robert A. Welch en Química en UT Dallas y director de el Instituto Alan G. MacDiarmid NanoTech:
Estas láminas podrían eventualmente reemplazar los costosos compuestos de fibra de carbono que se utilizan para todo, desde aviones y carrocerías de automóviles hasta palas de molinos de viento y equipos deportivos.
Los investigadores encontraron inspiración en el nácar natural, que le otorga fuerza y resistencia a algunas conchas marinas.
En lugar de apilar mecánicamente láminas de grafeno de gran superficie, oxidamos plaquetas de grafito de tamaño micrométrico para que se puedan dispersar en agua y luego filtrar esta dispersión para fabricar hojas de óxido de grafeno de bajo costo Este proceso es similar a las hojas de papel hechas a mano al filtrar una suspensión de fibras. En esta etapa, las láminas no son fuertes ni resistentes, lo que significa que no pueden absorber mucha energía antes de romperse El truco que usamos es unir las plaquetas en estas láminas usando agentes de puente secuencialmente infiltrados que interconectan las plaquetas vecinas superpuestas y convierten el óxido de grafeno oxidado en grafeno. La clave de este avance es que nuestros agentes puente actúan por separado mediante la formación de covalentes enlaces químicos y bonos de Van der Waals.