El nuevo compuesto es capaz de aumentar la durabilidad de los materiales en un siglo frente a las décadas actuales que aguantan
Seguro que más de una vez os ha pasado eso de que en un videojuego estáis conduciendo un vehículo y cuando sufre daño, hay que esperar un poco para que empiece a regenerar su salud, o que yendo a un powerup o estación mágicamente recupere el 100% de su integridad y podáis seguir conduciéndolo. Sagas como Need for Speed o juegos como Star Wars: Racer mediante la pulsación de un botoncito o evitando más daño hacen que nuestro bólido se regenere y pueda seguir rodando.
Pues eso ya no es algo que solo veras en los juegos, o al menos se verá en un futuro no demasiado lejano: ingenieros de la Universidad Estatal de Carolina del Norte y la Universidad de Houston han desarrollado un material compuesto de fibra reforzada capaz de autorepararse más de 1.000 veces; lo han estado probando en distintas muestras y estructuras de laboratorio y en todos los casos el compuesto se regeneraba como si de un videojuego se tratase. El truco está en eliminar un proceso llamado delaminación.
Las 1.000 vidas extra de la chapa del futuro
En esencia, y como explica la web de la Universidad de North Carolina (vía Techspot), la delaminación es un proceso por el que las capas internas de los materiales compuestos de polímero reforzado con fibra (FRP, por sus siglas en inglés) empiezan a separarse con el paso del tiempo.
Para solucionarlo, los investigadores introdujeron un agente de curación termoplástico impreso en 3D que forma una capa intermedia con patrón entre los laminados del compuesto. Esa capa hace el material entre dos y cuatro veces más resistente a la delaminación que los compuestos actuales.
Pero hace falta otro "ingrediente": capas calefactoras de carbono integradas en la estructura. Al aplicar una corriente eléctrica, esas capas calientan y funden la capa de polímeros que mantiene unida la estructura, permitiendo que el material fluya hacia las micro fisuras y vuelva a soldar las partes afectadas de manera activa.
El proceso se conoce como "thermal remending" y se basa en el re entrelazado de cadenas poliméricas, algo así como que el material "recuerde" cómo estaba antes de romperse. Lo más sorprendente de este proceso automatizado, es que los investigadores han conducido pruebas y necesitaron de hacer hasta 1.000 de ellas con presiones e impactos considerables hasta que el material comenzó a desgastarse.
Los materiales durarían siglos en teoría
Según el autor principal del estudio, Jack Turicek, el material aguanta mejor que los compuestos convencionales desde el primer uso y mantiene esa ventaja durante al menos 500 ciclos de rotura y reparación. Aunque la resistencia va disminuyendo con cada ciclo, lo hace de forma muy gradual: los investigadores estiman que ciertos componentes podrían seguir siendo funcionales hasta 500 años, frente a los 15-40 años de vida útil habituales de un compuesto FRP tradicional.
El potencial económico y medioambiental es evidente: menos sustituciones, menos residuos industriales y un menor consumo energético asociado a la fabricación de piezas de reemplazo. De todos modos, y por prometedoras que sean estas primeras aplicaciones del compuesto, todavía necesita ser probado en condiciones reales antes de poder hablar de una implantación masiva. El laboratorio y el mundo real son cosas distintas, y en sectores como la aeronáutica ese paso es tan largo como necesario, aunque a lo mejor igual que en juegos como Halo, nuestras aeronaves o vehículos se autor repararán dándoles un pequeño respiro.
Imagen de portada: Christoph Peter (vía Unsplash)
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