¡Cinturón de seguridad! Una nueva clase de materiales está aquí

Jun 11, 2023

¿Prefieres chocar contra una pared de ladrillos o contra un colchón? Para la mayoría de las personas, la elección no es difícil. Una pared de ladrillos es rígida y no absorbe bien los golpes ni las vibraciones; un colchón es suave y es un buen amortiguador. A veces, al diseñar materiales, se necesitan ambas propiedades. Los materiales deben ser buenos para absorber vibraciones, pero deben ser lo suficientemente rígidos para no colapsar bajo presión. Un equipo de investigadores del Instituto de Física de la UvAahora ha encontrado una manera de diseñar materialesque logran hacer ambas cosas.

Por lo general, las dos caracterizaciones de un material son mutuamente excluyentes: algo es rígido o puede absorber bien las vibraciones, pero rara vez ambas cosas. Sin embargo, si pudiéramos fabricar materiales que fueran rígidos y buenos para absorber vibraciones, habría una gran cantidad de aplicaciones potenciales, desde el diseño a escala nanométrica hasta la ingeniería aeroespacial.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Ámsterdam ha encontrado ahora una manera de crear materiales que son rígidos, pero que aún así absorben bien las vibraciones y, lo que es igualmente importante, que pueden mantenerse muy livianos.

David Dykstra, autor principal de la publicación, explica: "Descubrimos que el truco consistía en utilizar materiales que se pandearan, como láminas de metal delgadas. Cuando se ensamblan de manera inteligente, las construcciones hechas con láminas pandeadas se convierten en excelentes absorbentes de vibraciones. pero al mismo tiempo, conservan gran parte de la rigidez del material del que están hechos. Además, las láminas no necesitan ser muy gruesas, por lo que el material se puede mantener relativamente ligero".

Los investigadores investigaron a fondo las propiedades de estos materiales combados y descubrieron que todos mostraban esta combinación mágica de rigidez y capacidad para disipar vibraciones. Como los materiales conocidos no tienen esta combinación deseada de propiedades, los nuevos materiales (o metamateriales) fabricados en laboratorio tienen una gama muy amplia de aplicaciones potenciales y en una gama muy amplia de escalas. Los usos posibles van desde el tamaño de un metro (piense en aplicaciones aeroespaciales, automotrices y muchos otros diseños civiles) hasta la microescala (aplicaciones como microscopios o nanolitografía).

Dykstra: "A los humanos les gusta construir cosas, cosas pequeñas y cosas grandes, y casi siempre queremos que estas estructuras sean livianas. Si eso se puede hacer con materiales que sean rígidos y buenos para absorber impactos, muchos diseños existentes se pueden mejorar. y muchos diseños nuevos se vuelven posibles. ¡Realmente no hay límite para las posibles aplicaciones!"

- Este comunicado de prensa se publicó originalmente en el sitio web de la Universidad de Amsterdam