Crear materiales ultrarresistentes que puedan usarse a diario parece ser un desafío para científicos, ingenieros e industriales. En general, el desarrollo del elemento o compuesto en sí mismo no es un problema. La mayor dificultad suele ser equilibrar la robustez del objeto con una flexibilidad o peso que no haga impracticables los proyectos. Sin embargo, un grupo de investigación del MIT puede haber resuelto este impasse con una especie de esponja porosa que parece más un juguete que una aleación extraordinariamente resistente.
Con una forma muy inusual, llena de curvas, giros e interconexiones, y un aspecto que hace referencia a los corales, el producto desarrollado por miembros del Instituto Tecnológico de Massachusetts está hecho de escamas de grafeno. Bien conocido por los ingenieros de materiales, el derivado del carbono es conocido como el elemento bidimensional más fuerte del mundo. Sin embargo, llevar este aspecto a las estructuras 3D ha resultado ser bastante complicado desde que el grafeno ganó el favor de los científicos.
Estructura desarrollada por MIT mostrada en 3D y bajo el microscopio
La forma que se encontró para hacer realidad esta transición fue deformar redes de grafeno 2D convencionales para crear una especie de esponja tecnológica basada en el compuesto. El resultado de tal esfuerzo es la producción de equipos que son unas diez veces más fuertes que el acero, pero que, al mismo tiempo, tienen solo el 5% de la densidad del metal. Esto eventualmente hace que una barra de refuerzo de este artículo sea capaz de soportar el peso de un remolque mientras no pesa más que su equipaje cuando viaja en avión.
Puedes cambiar el material en sí por cualquier cosa. La geometría es el factor dominante.
Aunque el grafeno es el responsable de gran parte de esta inusual resistencia de las piezas desarrolladas por el MIT, Markus Buehler, líder del proyecto, cree que el secreto del éxito está en la forma de los edificios. “Puedes cambiar el material en sí por cualquier cosa. La geometría es el factor dominante”, explica el científico, indicando que el proyecto puede extenderse a muchos otros objetivos. Los ejemplos de Buehler incluyen polímeros más duraderos y puentes de hormigón que resisten mucho mejor los efectos del tiempo.
Como puede ver en el video de arriba, él y sus colegas investigadores pusieron a prueba esta teoría con pruebas realizadas con objetos impresos en plástico convencional, cambiando solo la forma y el grosor de las paredes del objeto. Durante las pruebas, mientras una de las estructuras se rompió por la presión ejercida por la prensa hidráulica, la otra sufrió una mayor deformación antes de explotar casi por completo. Entonces, ¿veremos la llegada al mercado de productos ligeros y ultrarresistentes en los próximos años?