Material “imposible”: dos veces más fuerte que el acero y tan liviano como el plástico
Podría transformar la forma en que fabricamos cosas como los automóviles y los teléfonos.
Los científicos crearon un nuevo material que es dos veces más fuerte que el acero pero tan liviano como el plástico.
El material, que antes se creía imposible, es capaz de soportar hasta seis veces más fuerza que el vidrio a prueba de balas y es dos veces más resistente que el acero.
Además, se puede fabricar fácilmente en grandes cantidades gracias a un nuevo avance. Y podría transformar la forma en que fabricamos cosas como los automóviles y los teléfonos, o las estructuras de construcción como los puentes, dicen sus creadores.
Los objetos podrían recubrirse con el material para permitirles ser más fuertes. O se podrían construir objetos grandes con él.
“Normalmente no pensamos en los plásticos como algo que podrías usar para sostener un edificio, pero con este material, puedes pensar en cosas nuevas”, dijo Michael Strano, autor principal del nuevo estudio. “Tiene propiedades muy inusuales y estamos muy entusiasmados por eso”.
Los científicos del MIT detrás del descubrimiento utilizaron un nuevo proceso de polimerización para crear el material. Todos los plásticos son polímeros que se componen de cadenas de bloques llamados monómeros.
Se pueden agregar nuevas moléculas al final de esas cadenas, haciéndolas crecer, y luego se les puede dar forma como objetos de tres dimensiones. Eso incluye artículos de plástico como las botellas y muchos otros de los productos que nos rodean.
Los científicos han creído durante mucho tiempo que podría ser posible hacer que esos polímeros crezcan en una hoja de dos dimensiones y produzcan materiales fuertes y livianos. Pero décadas de trabajo solo habían sugerido que es imposible crear tales hojas.
En el nuevo estudio, sin embargo, los científicos pudieron hacer una hoja de dos dimensiones llamada poliaramida. Luego se pueden convertir en discos, que después se apilan uno encima del otro, lo que los convierte en materiales muy estables y fuertes, aunque ligeros.
“En lugar de hacer una molécula con forma de espagueti, podemos hacer un plano molecular con forma de lámina, donde hacemos que las moléculas se enganchen entre sí en dos dimensiones”, dice Strano. “Este mecanismo ocurre espontáneamente en la solución, y después de sintetizar el material, podemos recubrir por rotación fácilmente películas delgadas que son extraordinariamente fuertes”.
Lo único que los ingenieros deben hacer para fabricar más material es agregar más ingredientes.
Los investigadores descubrieron que se puede necesitar entre cuatro y seis veces más fuerza que el vidrio a prueba de balas para deformar el material. Se necesitará el doble de fuerza para romper el nuevo material que con el acero.
A pesar de eso, su densidad es solo un sexto de la del acero.
Otra característica adicional del material es que es impermeable al gas. Eso significa que otras cosas podrían recubrirse con el material, haciéndolas resistentes al daño del mundo.
“Esto podría permitirnos crear recubrimientos ultrafinos que pueden evitar por completo el paso del agua o de los gases”, comentó el profesor Strano, que trabaja en el MIT. “Este tipo de revestimiento de barrera podría usarse para proteger el metal de los automóviles y otros vehículos, o las estructuras de acero”.
El descubrimiento se reportó en un nuevo artículo, "Síntesis irreversible de un material polimérico bidimensional ultrafuerte”, publicado en Nature.