Los científicos de la Universidad de California en Irvine en cooperación con otras entidades docentes han logrado diseñar estructuras de carbón de tamaño nanométrico cuya relación entre resistencia y densidad supera a la del diamante.
Bautizadas como nanolattices o las nanorejillas, estas estructuras compuestas de varias placas estrechamente conectadas entre sí no poseen las vigas cilíndricas que ya se utilizaron en materiales semejantes en décadas pasadas.
Los investigadores comprobaron que la nueva estructura es un 639% más resistente y un 522% más sólida que las arquitecturas cilíndricas a base de vigas. Previamente los físicos habían predicho que las nanorejillas utilizadas en los diseños basados en el uso de placas contarían con una resistencia increíble. Además, su relación entre resistencia y densidad supera a la del diamante, actualmente uno de los materiales más resistentes del planeta.
«Sin embargo, la dificultad de fabricar unas estructuras de esta manera consistía en que aquella teoría nunca había sido probada antes, hasta que lo logramos», explicó Cameron Crook, uno de los autores del estudio y estudiante de posgrado de la Universidad de California en Irvine.
Su colega Jens Bauer agregó que para lograr su objetivo los investigadores estadounidenses realizaron un complicado procedimiento durante el que utilizaron la imprenta tridimensional con un láser. Otra de las innovaciones que implementaron los científicos estadounidenses en su nueva estructura fue incluir en las placas unos pequeños huecos que podrían utilizarse para extraer la resina sobrante del material acabado. En la etapa final las redes se sometieron a pirólisis, es decir, se calentaron a 900 grados centígrados en un vacío durante una hora. El producto acabado, según Bauer, representa una red cúbica de carbono vidrioso y, como resultado, tiene una resistencia que los científicos nunca habían logrado alcanzar en materiales tan porosos.
«Si bien el rendimiento de estas estructuras se había predicho antes en la teoría, hemos sido los primeros en validarla con un experimento y probar que podía funcionar tan bien como se creía anteriormente. Al mismo tiempo mostramos un material arquitectónico de rendimiento mecánico sin precedentes», explicó el profesor Lorenzo Valdevit, de la Universidad de California en Irvine.
Estas nanorejillas son un material muy prometedor para los ingenieros del sector aeroespacial. Se espera que su resistencia y su baja densidad ayuden a mejorar en gran medida el rendimiento de aeronaves y naves espaciales.
