Material que se espesa a medida que se tira
Los científicos han descubierto el primer material sintético que se vuelve más grueso, a nivel molecular, a medida que se estira.
Los investigadores dirigidos por el Dr. Devesh Mistry de la Universidad de Leeds descubrieron un nuevo material no poroso que tiene propiedades de estiramiento "auxéticas" únicas e inherentes. Sus conclusiones se publican hoy en Nature Communications.
Existen materiales en la naturaleza que exhiben capacidades auxéticas, como la piel de gato, la capa protectora en las conchas de los mejillones y los tendones en el cuerpo humano. Los expertos han estado investigando activamente materiales auxéticos sintéticos durante más de 30 años, pero hasta ahora solo han podido crearlos mediante la estructuración de materiales convencionales utilizando procesos de ingeniería complejos, incluida la impresión 3D. Estos procesos consumen tiempo, son costosos y pueden llevar a productos porosos más débiles.
La identificación de una versión molecular sintética es un gran paso adelante para los físicos, científicos de materiales y compañías de desarrollo, pero los investigadores reconocen que se necesita más investigación para desarrollar una comprensión más completa de lo que impulsa el comportamiento auxético y cómo este comportamiento puede aplicarse comercialmente.
El Dr. Mistry, de la Escuela de Física y Astronomía de Leeds, dijo: "Este es un descubrimiento realmente emocionante, que tendrá importantes beneficios en el futuro para el desarrollo de productos con una amplia gama de aplicaciones. Este nuevo material sintético es inherentemente es auxiliar en el nivel molecular y, por lo tanto, es mucho más simple de fabricar y evita los problemas que generalmente se encuentran con los productos de ingeniería. Pero se necesita más investigación para comprender exactamente cómo se pueden usar ".
El gabinete de esfuerzo-tensión de elastómero de microscopio (MESSE, por sus siglas en inglés): equipo a medida diseñado por Devesh Mistry utilizado en la investigación de LCE. Crédito: Devesh Mistry
Añadió: "Cuando estiramos los materiales convencionales, como las barras de acero y las bandas de goma, se vuelven más delgadas. Por otro lado, los materiales auxéticos se vuelven más gruesos.
"Los auxéticos también son excelentes para absorber energía y resistir fracturas. Puede haber muchas aplicaciones potenciales para materiales con estas propiedades, como armaduras corporales, arquitectura y equipos médicos. Ya hemos presentado una patente y estamos hablando con la industria sobre los próximos pasos".
Expandiendo el potencial de los cristales líquidos.
El equipo descubrió el material aún por nombrar mientras examinaba las capacidades de los elastómeros de cristal líquido. Los cristales líquidos son más conocidos por su uso en pantallas de teléfonos móviles y televisores y tienen propiedades tanto líquidas como sólidas. Cuando están vinculados con cadenas de polímeros para formar redes de caucho, tienen propiedades completamente nuevas y posibles aplicaciones.
"Nuestros resultados demuestran un nuevo uso de cristales líquidos más allá de los monitores de pantalla plana y televisores con los que muchos de nosotros estamos familiarizados", dijo la profesora Helen Gleeson, coautora del estudio y jefa de Física y Astronomía en Leeds.
"Este nuevo material sintético es un gran ejemplo de lo que la investigación en física y explorar el potencial de los materiales tales como cristales líquidos puede descubrir. La colaboración entre los científicos con varias áreas de conocimiento y las amplias instalaciones técnicas que tenemos a Leeds a hacer este tipo de exploración y descubrimiento posible."
Los instrumentos y la experiencia del personal del Centro de Microscopía Electrónica y Espectroscopía de Leeds (LEMAS) en la Universidad permitieron al equipo probar rigurosamente el nuevo material.
El profesor Gleeson dijo: "Queríamos estar seguros de que el material no se descomponga o se vuelva poroso cuando se estira hasta sus límites. Nuestro centro LEMAS tenía las herramientas para hacer esto".