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Nueva investigación revela un material innovador que combina alta rigidez y capacidad de absorción de energía, transformando la construcción civil
Una nueva innovación en el campo de los materiales puede transformar la construcción civil con la introducción de un material compresible superfuerte, inspirado en el esqueleto de la esponja marina conocida como Canasta de Flores de Venus. Este material, denominado auxético, presenta características únicas que lo diferencian de todos los demás materiales convencionales.
¿Qué son los materiales auxéticos?
Tradicionalmente, cuando un objeto es comprimido, su grosor disminuye en el área donde se aplica presión y se expande en otros lugares.
No obstante, los materiales auxéticos operan de manera inversa: se expanden lateralmente cuando son estirados y se contraen cuando son comprimidos.
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Esta propiedad innovadora permite que estos materiales absorban y distribuyan energía de impacto de manera eficaz, convirtiéndolos en extremadamente valiosos en diversas aplicaciones, desde ingeniería estructural hasta dispositivos médicos, como stents cardíacos.
La inspiración en la naturaleza
Investigadores, liderados por Jiaming Ma de la Universidad RMIT, en Australia, estaban interesados en crear materiales auxéticos que no solo imitaran, sino que también superaran las capacidades de los modelos existentes.
La solución fue encontrada en el intrincado esqueleto de la esponja Canasta de Flores de Venus, que habita el Océano Pacífico.
Las pruebas y optimizaciones revelaron que la estructura de esta esponja ofrece una combinación impresionante de rigidez y resistencia, además de la capacidad de estirarse cuando es comprimida.
Resultados impresionantes de pruebas de laboratorio
La estructura biomimética desarrollada a partir de la esponja marina demostró resultados superiores en comparación con simulaciones computacionales anteriores.
Utilizando la misma cantidad de material, los investigadores lograron crear una estructura que es 13 veces más rígida que los materiales auxéticos tradicionales, que generalmente tienen un diseño de panal reentrante.
Además, esta nueva estructura puede absorber 10% más energía y mantiene su comportamiento auxético con un rango de deformación 60% mayor en comparación con los modelos existentes.
Aplicaciones en la construcción civil
Esta traba auxética bioinspirada presenta un potencial significativo para la construcción civil, permitiendo la utilización de menos acero y concreto al alcanzar resultados comparables a los de las armaduras tradicionales.
Ngoc Ha, profesor involucrado en la investigación, destacó que esta innovación puede establecer una base sólida para el desarrollo de una construcción más sostenible.
El metamaterial auxético, con alta rigidez y capacidad de absorción de energía, promete traer beneficios sustanciales en sectores variados, desde materiales de construcción hasta equipos de protección y deportes.
Ventajas de los materiales auxéticos
Los materiales auxéticos ofrecen diversas ventajas en comparación con los materiales convencionales. Además de su rigidez y capacidad de absorción de energía, son ligeros y adaptables, lo que los hace ideales para una variedad de aplicaciones.
Su habilidad para expandirse y contraerse de manera eficiente puede llevar a construcciones más seguras y sostenibles, reduciendo el desperdicio de materiales.
Perspectivas futuras
El descubrimiento y desarrollo de materiales auxéticos inspirados en la naturaleza representan una innovación crucial para la construcción civil y otras áreas.
Con la capacidad de ofrecer mayor resistencia y eficiencia, estos materiales pueden no solo transformar cómo construimos, sino también contribuir a un futuro más sostenible.
FUENTE: INOVAÇÃOTECNOLÓGICA
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