Los metales, los plásticos, la cerámica y los compuestos son utilizados todos los días por los ingenieros. Todos conocemos rasgos comunes, tales como: Los metales son fuertes pero pesados, el plástico es liviano y la cerámica puede romperse. Sin embargo, los ingenieros mecánicos y de materiales han estado desarrollando nuevos materiales de ingeniería para resolver problemas con un ingenio asombroso. Los nuevos diseños provienen de la biomímesis, la experimentación y, a veces, simplemente la suerte.
Tabla de contenido
1) Metal de microcelosía
El primer material de ingeniería único que vimos fue una espuma metálica ultraligera y rígida llamada microlatosía metálica. Este metal ultraporoso destaca por su impresionante relación resistencia-peso. Es uno de los materiales estructurales más ligeros jamás fabricados, de hecho, incluso se dice que es unas 100 veces más ligero que la espuma de poliestireno. Los metales de microred son estructuralmente similares al hueso. El exterior es duro, pero el interior es principalmente aire.
Las aplicaciones típicas de este material incluyen amortiguadores, electrodos de baterías, vehículos livianos y situaciones en las que se requieren materiales relativamente livianos y muy resistentes.
2) Aerogel
El aerogel es una clasificación única de materiales de ingeniería cuya estructura es muy similar a la microred. El aerogel, a veces denominado humo líquido, está hecho de gel de sílice del que se ha eliminado todo el líquido. Ambos son muy ligeros, pero los aerogeles son únicos en el sentido de que tienen muy poca conductividad térmica, es decir, conductividad térmica. Debido a estas propiedades, los aerogeles pueden ayudar a aislar aeronaves con requisitos mínimos de peso, como las naves espaciales. Además, la estructura de sílice del aerogel se puede combinar con otros materiales para crear AeryClays. Al mezclar arcilla polimérica en mezclas, puede cambiar drásticamente las propiedades mecánicas o agregar nuevas y emocionantes posibilidades al material.
Los aerogeles vienen en una variedad de formas y se utilizan en una variedad de aplicaciones, incluido el aislamiento de tragaluces, absorbentes químicos para limpiar derrames, espesantes para pinturas y cosméticos, protección térmica pasiva para buzos y la creación de los llamados supercondensadores.
3) Materiales de ingeniería autoensamblables
Imagínate doblar una silla o usar un sombrero plano. Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han estado trabajando en un material inteligente que se puede plegar y plegar en formas predeterminadas de forma casi automática. El objetivo es crear “materiales robóticos” que puedan fijarse y ensamblarse según sea necesario. Las piezas completamente ensambladas pueden ocupar mucho espacio, pero estos materiales pueden permanecer planos hasta que se necesiten y deformarse cuando se exponen a ciertas corrientes.
Se están creando materiales inteligentes que cambian de forma cuando pasan a través del voltaje, y materiales inteligentes que reaccionan a los cambios de temperatura, campo magnético, acidez y óptica. Solo hemos arañado la superficie en lo que respecta al uso potencial de materiales inteligentes.
4) Seda de araña (artificial)
A lo largo de los años, la seda de araña ha sido conocida por su increíble resistencia a la tracción y elasticidad, y ha tenido una variedad de usos en el reino animal, incluida la captura de presas, el uso de largas telarañas para moverse a través de los árboles y el deslizamiento. En muchos sentidos, ahora estamos empezando a aprender sobre las características únicas de este interesante material que muchos de nosotros encontramos a diario.
Como material de ingeniería, la seda de araña se puede utilizar para crear ropa ultraligera y elástica, cuerdas de alta resistencia, vendajes e hilos quirúrgicos, e incluso tendones artificiales para aplicaciones biomédicas. Aquí es exactamente donde la ingeniería se encuentra con la naturaleza.
¿Qué otros materiales de ingeniería únicos le parecen interesantes y útiles? ¡Cuéntanos algunos de tus favoritos a continuación!