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El doctor Majid Minary.
Elástico y más duro que un chaleco antibalas

Elástico y más duro que un chaleco antibalas

Científicos de la Universidad de Texas manipulan nanofibras para crear un nuevo material siete veces más resistente que el Kevlar

antonio villarreal

Viernes, 27 de marzo 2015, 15:06

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Investigadores de la Universidad de Texas en Dallas, han creado unas nuevas estructuras capaces de aprovechar las propiedades electromecánicas de nanofibras específicas para lograr un material capaz de estirarse hasta siete veces su longitud sin dejar de ser más resistente que el Kevlar.

Estas nuevas estructuras son capaces de absorber impactos de hasta 98 julios por gramo. El Kevlar, a menudo utilizado para hacer chalecos antibalas, puede absorber hasta 80 julios por gramo. Este nuevo material desarrollado en Texas puede, además, reforzarse en puntos de alto estrés, por lo que podría ser utilizado en aviones militares u otras aplicaciones similares.

En un estudio publicado por Materials and Applied Interfaces, una revista científica de la American Chemical Society, los investigadores transformaron estas nanofibras en hilos y en bobinas. La electricidad generada por el estiramiento de la nanofibra logró una atracción diez veces más fuerte que un enlace de hidrógeno, considerado una de las fuerzas más poderosas de las que se pueden formar entre moléculas.

Imitando al hueso humano

El objetivo de la investigación era basarse en trabajos anteriores sobre la acción piezoeléctrica -es decir, cómo la presión forma cargas eléctricas- de las fibras de colágeno que se encuentran en el interior de los huesos, con la esperanza de crear materiales de alto rendimiento que puedan ser reforzados.

"Hemos reproducido este proceso en nanofibras mediante la manipulación de la creación de cargas eléctricas para dar lugar a un material ligero, flexible, pero fuerte", dijo el doctor Majid Minary, profesor de ingeniería mecánica en la UT Dallas y autor principal del estudio. "Nuestro país necesita este tipo de materiales a gran escala para aplicaciones industriales y de defensa".

Los investigadores centrifugaron en primer lugar nanofibras de un material conocido como fluoruro de polivinilideno (PVDF) y su co-polímero, llamado trifluoroetileno de fluoruro polivinilideno (PVDF-TrFE). Seguidamente, los investigadores retorcieron estas fibras para transformarlas en hilos, y luego siguieron torciendo el material para hacer bobinas. "Es literalmente el mismo proceso básico que se utiliza en la fabricación de cable convencional", dijo Minary.

Luego, los investigadores midieron las propiedades mecánicas del hilo y de las bobinas para comprobar hasta qué punto puede estirarse y qué cantidad de energía puede absorber. "Nuestro experimento prueba que nuestras estructuras pueden absorber más energía que los materiales utilizados convencionalmente en armaduras antibalas", dijo Minary. "Creemos que, siguiendo el modelo del hueso humano, esta flexibilidad y fuerza vienen de la electricidad que se produce cuando se tuercen estas nanofibras".

El siguiente paso para estos investigadores será hacer estructuras más grandes, tanto con los hilos como con las bobinas.

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