Científicos chinos afirman haber creado un nuevo material cerámico ultrarresitente que permite aislar las aeronaves hipersónicas de las altas temperaturas que alcanzan durante el vuelo.
Pero tiene un problema. Cuando se introducen más poros en el material para aumentar el aislamiento térmico, su resistencia mecánica disminuye. Además, las altas temperaturas que se alcanzan durante el vuelo pueden hacer que se encoja y pierda resistencia, lo que limita su uso para las aplicaciones aeroespaciales.
El nuevo material cerámico promete resolver todos estos problemas. Se llama 9PHEB o diboruro poroso de alta entropía de 9 cationes y los investigadores lo han presentado en un artículo publicado este mes en la revista científica Advanced Materials
Cómo funciona
Según explican los investigadores en su estudio, el nuevo material se basa en el concepto de alta entropía, es decir, que mezcla cinco o más elementos, aunque en el caso del 9PHEB hay nueve componentes. El material presenta una microestructura particular que lo hace más ligero y resistente que otros compuestos cerámicos anteriores.
Alrededor del 92% de los poros miden entre 0,8 y 1,2 micrómetros, lo que, según los científicos, les confiere unas propiedades de aislamiento térmico inigualables. A escala nanométrica, explican, la cerámica presenta conexiones fuertes y sin defectos que aumentan su resistencia mecánica. Y a escala atómica, la distorsión de la red debido a su diseño de alta entropía mejora la rigidez y reduce la conductividad térmica.
El material ha demostrado tener una porosidad del 50% a la vez que mantiene una resistencia a la compresión de unos 337 millones de pascales (MPa) a temperatura ambiente, una cifra muy superior, aseguran, a la de las cerámicas porosas descritas anteriormente. Pero cuando el material se deforma con las altas temperaturas, su resistencia se eleva a 690 MPa, más del doble de la que tenía anteriormente.
El aislamiento de las naves del futuro
La nueva cerámica también tuvo buen desempeño en las pruebas de aislamiento y estabilidad térmica. Cuando el equipo probó el 9PHEB a 1.500 grados Celsius, el material pudo conservar el 98,5% de la resistencia que tiene a temperatura ambiente. Además, cuando subieron la temperatura a 2.000 grados, el material fue capaz de deformarse sin llegar a quebrarse, como ocurre con otras cerámicas anteriores.
Esa resistencia mecánica y el aislamiento térmico que consigue el material lo hacen ideal para su uso en condiciones como las que tienen que soportar las aeronaves que viajan a velocidades hipersónicas. Aunque un material así no solo tiene aplicaciones en el campo aeroespacial, sus propiedades son muy interesantes también para el sector energético o el industrial.
Font, article de Omar Kardoudi per a "El Confidencial"
No hay comentarios:
Publicar un comentario