Las Nanofibras Construyen Bicicletas Y Aviones Más Fuertes Y Resistentes

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Se podría utilizar una nueva nanofibra que demuestre una resistencia y una resistencia superiores para construir aviones, bicicletas, puentes y armaduras más livianos.

Solo porque algo sea duro no significa que sea fuerte. De hecho, encontrar materiales que sean resistentes y resistentes es uno de los mayores obstáculos que enfrentan aquellos que diseñan todo, desde puentes hasta bicicletas y chalecos antibalas.

Pero una nueva nanofibra de la Universidad de Nebraska-Lincoln (UNL) podría ser el material completo que los ingenieros han buscado durante mucho tiempo. Esta nanofibra estructural, un tipo de polímero sintético relacionado con el acrílico, cumple con los requisitos de resistencia y resistencia necesarios para la construcción de objetos que al mismo tiempo son resistentes y ligeros.

En los materiales estructurales, la resistencia y la tenacidad suelen ser cualidades mutuamente exclusivas, y la resistencia suele ocurrir a expensas de la tenacidad. La fuerza se refiere a la capacidad de un material para llevar una carga. La resistencia de un material se refiere a la cantidad de energía necesaria para romperlo.

Tomemos, por ejemplo, una placa de cerámica. Puede llevar bastante comida a la mesa de la cena, pero si la dejas caer en el camino, se romperá. Las placas de cerámica son fuertes, no duras.

Una pelota de goma, por otro lado, puede ser fácilmente aplastada, pero es difícil de romper. Las bolas de goma son resistentes, aunque no particularmente fuertes.

Pero el nuevo proceso descubierto por Yuris Dzenis, profesor de Ingeniería Mecánica y de Materiales en UNL, y sus colegas crea un nanomaterial estructural que es a la vez fuerte y resistente.

La técnica, conocida como electrospinning, consiste en aplicar alto voltaje a una solución de polímero hasta que un pequeño chorro de líquido se expulsa, lo que resulta en una longitud continua de nanofibra.

Dzenis y su equipo sabían que hacer más delgado su material también lo haría más fuerte. Sin embargo, se sorprendieron al saber que reducir la nanofibra también lo hacía más difícil.

Dzenis sugirió que esta dureza adicional podría ser el resultado de la baja cristalinidad del nanofiber. Las fibras más avanzadas tienen una alta cristalinidad, lo que significa que tienen una estructura interna muy rígida y claramente definida.

Pero la nueva nanofibra está estructuralmente desorganizada. Sus regiones amorfas permiten un mayor deslizamiento de las cadenas moleculares del material, lo que le permite absorber más energía sin romperse. Esta dureza hace que la nanofibra sea un gran candidato para su uso como compuesto de construcción.

"Si los materiales estructurales fueran más duros, uno podría hacer que los productos sean más livianos y aún así ser muy seguros", dijo Dzenis.

Los aviones, por ejemplo, están hechos de muchos materiales compuestos que, si se rompen, podrían provocar accidentes devastadores. Para compensar la falta de resistencia del compuesto, los ingenieros usan más de estos materiales, lo que hace que los aviones sean más seguros, pero también mucho más pesados.

La armadura corporal es otro ejemplo de un producto que podría mejorarse con la ayuda de este nuevo avance en nanotecnología.

"Para detener la bala, necesita el material para poder absorber la energía antes del fallo, y eso es lo que harán nuestras nanofibras", dijo Dzenis.

"Todo lo que está hecho de compuestos puede beneficiarse de nuestras nanofibras".

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