Smartphone y Co.
Robert Klatte
Los científicos han desarrollado un nuevo material compuesto de vidrio con alta resistencia a la rotura. La idea se basa en la estructura del nácar de las conchas.
Montreal Canadá). Debido a su transparencia y resistencia, el vidrio es uno de los materiales útiles más importantes de la industria. Sin embargo, los posibles usos del material están severamente limitados por su baja carga de rotura. En principio, la resistencia a la rotura se puede aumentar considerablemente con técnicas adicionales como laminación y endurecimiento, pero estas son muy caras y solo funcionan siempre que la superficie no esté dañada. Por lo tanto, la investigación ha buscado durante mucho tiempo desarrollar vidrio con mayor resistencia a la rotura.
Los científicos de la Universidad McGill que se basaron en un modelo de la naturaleza ahora tuvieron éxito. “Evolution es un maestro del diseño. Si estudia la estructura de los materiales biológicos y comprende cómo funcionan, puede inspirarse en ellos y utilizarlos como modelos para nuevos materiales ”, explica Allen Ehrlicher.
Transferir propiedades de nácar
Según su publicación en la revista Science, el vidrio irrompible se basa en las propiedades de nácar de las conchas de mejillón. «Sorprendentemente, el nácar tiene las propiedades de un material rígido, pero también la resistencia de uno blando», explica Ehrlicher. Esto es posible gracias a una combinación de pequeñas escamas de cal y proteínas blandas, que juntas forman un material compuesto en el nácar con una estructura similar a una pared de ladrillos. «Le da al nácar 3000 veces la resistencia de los materiales individuales», dice Ehrlicher.
Baja transparencia en intentos anteriores
Anteriormente, otros grupos de investigación han intentado transferir este sistema a un nuevo material de vidrio, pero fracasaron debido a la escasa transparencia y al complejo proceso de fabricación. Luego, Ehrlicher y su equipo utilizaron un enfoque alternativo en el que las propiedades del nácar se reproducen mediante una combinación de capas delgadas de escamas de vidrio y plástico blando. Los materiales de partida se incorporan a la estructura típica del nácar mediante un proceso de centrifugación.
Material de vidrio resistente a roturas
De esta manera, los científicos lograron producir un material de vidrio económico con alta resistencia a la rotura. Sin embargo, el vidrio todavía no era transparente. Este problema se solucionó modificando el plástico utilizado. «Finalmente pudimos ajustar el índice de refracción del acrílico para que se mezclara perfectamente con el vidrio y resultara en un material compuesto verdaderamente transparente», explica Ali Amini.
Finalmente, el equipo logró desarrollar un material compuesto de vidrio que es fácil de fabricar y tiene mejores propiedades que las versiones anteriores. “Hasta ahora había que comprometerse entre alta resistencia, tenacidad y transparencia. Nuestro nuevo material es ahora cinco veces más resistente a las roturas que el vidrio normal ”, dice Ehrlicher.
Úselo en teléfonos inteligentes y compañía.
Gracias a sus propiedades, el nuevo vidrio podría, por ejemplo, proteger las pantallas de los teléfonos inteligentes en el futuro. Antes de que el material llegue al mercado, los desarrolladores quieren optimizarlo aún más. Entre otras cosas, se prevé la implementación de componentes adicionales que deberían modificar el color, la conductividad y la mecánica.
Ciencia, doi: 10.1126 / science.abf0277
