Ingenieros de la Real Universidad Tecnológica de Melbourne han logrado desarrollar un nuevo material sorprendentemente resistente.
Es muy resistente a la compresión y tiene la rigidez necesaria para ser utilizado en la construcción y el diseño de envases de productos. El material se inspira en estructura compleja el esqueleto de una esponja de las profundidades del Pacífico conocida por su resistencia. La estructura de doble celosía del material imita el esqueleto de esta asombrosa criatura.
Según uno de los autores principales del estudio, el Dr. Jiaming Ma, numerosas pruebas y mejoras continuas han confirmado que estructuralmente material no sólo tiene mayor resistencia y rigidez, sino que también es capaz de encogerse cuando se comprime, lo que facilita su uso en muchas aplicaciones diferentes. Esta capacidad de contracción, conocida como comportamiento auxético, abre un sinfín de posibilidades para el uso de la estructura en la construcción y otras aplicaciones.
«Mientras que la mayoría de los materiales se vuelven más finos cuando se estiran o más gruesos — cuando se comprimen, como el caucho, los auxéticos hacen lo contrario. Los auxéticos son capaces de absorber y distribuir eficazmente la energía del impacto, lo que los hace extremadamente útiles», — explica Jiaming Ma.
Entre los auxeticistas — tendones, piel de gato. Al mismo tiempo, se utilizan materiales sintéticos similares en la fabricación de stents cardiovasculares, que se expanden y contraen según las necesidades.
A pesar de que Aunque los auxéticos tienen un gran número de propiedades útiles, su baja rigidez y su limitada capacidad para absorber energía limitan la gama de aplicaciones de estos materialesLa estructura de doble celosía desarrollada por los ingenieros australianos es de gran importancia porque está libre de todas las desventajas mencionadas.
«Cada entramado está sujeto a la deformación tradicional, pero si los combinas, como hace la naturaleza en una esponja de aguas profundas, se autorregula y conserva su forma, superando a materiales similares por un margen bastante», — afirma Jiaming Ma.
Los resultados de las pruebas mostraron que con el mismo cantidad de material la doble rejilla es 13 veces más rígida que las rejillas tradicionales auxética. Además, es capaz de absorber un 10% más de energía sin perder sus propiedades, con un rango de deformación incrementado en un 60% en comparación con las estructuras existentes.
Dónde puede utilizarse el material innovador
Según el Dr. Ngoc San Ha, la estructura de esta celosía sorprendentemente fuerte proporciona una base sólida para el desarrollo de los edificios ecológicos del futuro.
«Nuestro metamaterial auxético de gran rigidez y absorción de energía puede aportar importantes beneficios en muchos sectores, desde materiales de construcción hasta equipos de protección, equipamiento deportivo y aplicaciones médicas», — afirma Ngoc San Ha.
Por ejemplo, una estructura de celosía bioinspirada puede utilizarse como armazón de un edificio de acero, lo que permite emplear menos acero y hormigón para lograr los mismos resultados que con un armazón tradicional material desarrollado también puede constituir la base de equipos ligeros de protección deportiva, chalecos antibalas o implantes médicos.
Los desarrolladores han probado el diseño mediante modelado por ordenador y ensayos de laboratorio con una muestra impresa en una impresora 3D de poliuretano termoplástico. Ahora planean fabricar probetas de acero con este diseño y combinarlas con hormigón y tierra.
«Aunque este desarrollo puede tener perspectivas de uso en equipos deportivos, equipos de protección personal y aplicaciones médicas, nos centramos principalmente en el aspecto de la construcción Estamos desarrollando un material de construcción más respetuoso con el medio ambiente utilizando la combinación única de auxeticidad, rigidez y absorción de energía inherentes a nuestro diseño para reducir el uso de acero y cemento en la construcción. Sus propiedades auxéticas y de absorción de energía también pueden ayudar a amortiguar las vibraciones durante los terremotos», — subraya Jiaming Ma
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