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Material creado por investigador de la Universidad de Toronto combina grafeno y polipropileno reforzado con fibra de vidrio, elevando resistencia y reduciendo peso de piezas automotrices, mientras que una segunda versión blanca promete aplicaciones más amplias en la industria
El polipropileno reforzado con fibra de vidrio es ampliamente usado en la fabricación de piezas automotrices, pero los investigadores han encontrado maneras de mejorar aún más su rendimiento. Surge entonces el Gratek, un material que promete elevar la resistencia en un 20% y disminuir el peso en un 18%, gracias a la inclusión de grafeno en su composición.
El grafeno está formado por hojas extremadamente finas de átomos de carbono, interconectadas en un arreglo hexagonal.
Se considera el material artificial más resistente que existe, además de ser flexible, extensible y estable. Finalmente, destaca también alta conductividad eléctrica y térmica.
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Cómo se creó la tecnología
El investigador postdoctoral Nello David Sansone, integrante del Laboratorio de Fabricación de Compósitos Multifuncionales de la Universidad de Toronto, investigó métodos para añadir nanoplaquetas de grafeno al polipropileno reforzado con fibra de vidrio.
La iniciativa ocurrió mientras trabajaba en la fabricante de autopartes Axiom Group, en colaboración con la universidad.
Intentos anteriores de incorporar grafeno en piezas automotrices enfrentaron dificultades. El material solía aglomerarse durante el procesamiento, lo que concentraba tensión mecánica en puntos inadecuados y llevaba al riesgo de fallas.
La solución encontrada
Sansone superó el problema desarrollando una técnica patentada que permite que las nanoplaquetas se fijen solamente a las fibras de vidrio dentro de la matriz plástica.
Este comportamiento impide el aglutinamiento. Como el grafeno refuerza las fibras, hay una necesidad reducida de cantidad de vidrio. Así, el Gratek supera el rendimiento del polipropileno común reforzado con fibra de vidrio en resistencia y ligereza.
El nuevo compuesto contiene menos del 1% de grafeno. Además, el menor volumen de vidrio reduce el desgaste de las máquinas utilizadas para corte y perforación, aportando una ventaja adicional al proceso de fabricación.
Nuevas posibilidades y limitaciones
Un punto que limita el Gratek es el color. Debido al grafeno, el material solo puede ser producido en negro. Para atender demandas más amplias, Sansone creó otro material: el Clatek. Utiliza nanotubos de haloisita a base de arcilla en lugar de grafeno. La solución ofrece un rendimiento similar, pero presenta color blanco y puede recibir tinte o pintura.
La expectativa es que el Gratek sea adoptado por una gran automotriz aún este año. Ya el Clatek debería llegar al mercado en hasta dos años, ampliando el abanico de opciones para los fabricantes de vehículos.
Perspectivas y reconocimiento
Sansone afirma que los avances demuestran un gran potencial para hacer automóviles más livianos, seguros y sostenibles.
También trabaja en la comercialización del AegisX, formulado por su startup NanoMorphix, orientado a blindaje transparente y textil destinado a sectores militar, aeroespacial, de defensa y protección personal.
El investigador recibió recientemente un premio de Mitacs, organización financiada por el gobierno canadiense y dedicada al fomento de la innovación.
Entre los beneficiarios en años anteriores, se encuentran iniciativas como un conversor remolcable que transforma desechos agrícolas en biocombustible, un grabador de vuelo basado en visión computacional, un sistema de retroalimentación por realidad aumentada para atletas y un robot anfibio accionado por tornillo.
