En ciencia de materiales reciben el nombre de materiales compuestos aquellos que se forman por la unión de dos materiales para conseguir propiedades que no es posible obtener en materiales originales. Un ejemplo son los materiales compuestos de matriz metálica, habitualmente utilizados en la industria aeronáutica y automotriz.
Ahora, un equipo de investigadores de la Escuela de Ingeniería de la Universidad Politécnica de Nueva York (NYU, EEUU) ha creado un nuevo compuesto de matriz metálica que es tan ligero que puede flotar en el agua.
En el terreno de la aeronáutica antes mencionado, por ejemplo, este material podría servir para fabricar barcos que no se hundirían aunque sufriesen daños en su estructura. En automoción también sería útil, pues su peso ligero ayudaría ahorrar en combustible.
Menos denso que el agua
El material en cuestión es una espuma sintáctica, esto es, un material compuesto de partículas sintetizadas con metal. Aunque este tipo de espumas existen desde hace muchos años, este es el primer desarrollo con una matriz de metal ligero, informa la NYU en un comunicado.
La característica se logró gracias al refuerzo de una aleación de magnesio (la matriz del material) con partículas huecas de carburo de silicio. La densidad del material resultante es de sólo 0,92 gramos por centímetro cúbico, es decir, menor que la del agua (que tiene 1 gramo por centímetro cúbico). A pesar de su baja densidad, sin embargo, el material es lo suficientemente fuerte como para soportar las rigurosas condiciones del medio marino.
Por otra parte, las partículas huecas de carburo de silicio utilizadas pueden soportar una que sería cien veces la presión máxima que soporta una manguera de bomberos; y también ofrecen a la espuma sintáctica protección contra impactos, ya que cada una de ellas actúa absorbiendo energía.
Por último, este material compuesto puede ser diseñado con una densidad y con otras propiedades variables (a medida) mediante la adición de más o menos partículas huecas de carburo de silicio en la matriz de metal. El mismo concepto también se puede utilizar con otras aleaciones de magnesio que no son inflamables.
Disponible en tres años
En los últimos años, se han llevado a cabo importantes esfuerzos por desarrollar materiales compuestos de matriz polimérica de peso ligero, para reemplazar componentes basados en metales pesados de automóviles y embarcaciones marinas.
La tecnología ahora creada está bastante madura, y podría aplicarse a prototipos de prueba en un plazo de tres años. Por ejemplo, por su peso ligero y su alta flotabilidad y resistencia, podría usarse para vehículos anfibios que pueden operar tanto en tierra como el mar.
Referencia bibliográfica:
Harish Anantharaman, Vasanth Chakravarthy Shunmugasamy, Oliver M. Strbik, Nikhil Gupta, Kyu Cho. Dynamic properties of silicon carbide hollow particle filled magnesium alloy (AZ91D) matrix syntactic foams. International Journal of Impact Engineering (2015). DOI: 10.1016/j.ijimpeng.2015.04.008.