En la revista International
Journal of Solids and Structures (Volúmenes 100-101, 1 de
diciembre de 2016) se publicaron los artículos “Programmable materials based on
periodic cellular solids. Part I: Experiments” y “Programmable materials based on periodic
cellular solids. Part II: Numerical analysis”.
En el artículo se presenta un nuevo tipo de materiales programables (PCMs)
realizados con celdas unitarias de un polímero con memoria. Se define como celda unitaria a la porción más simple
de la estructura cristalina que al repetirse mediante traslación reproduce todo el
cristal. El nuevo material programable permite modificar sus
propiedades mecánicas después de la fabricación sin
ningún tipo de reprocesamiento. Sólo mediante programación se pueden modificar significativamente
las propiedades del material de forma reversible y repetible. La programación se consigue mediante la introducción controlada
de una nanoimperfección morfológica en la celda unitaria periódica del sólido. Dos sistemas de materiales
programables son estudiados en el trabajo: un panal dominado “por flexión” con
una celda unidad hexagonal y un panal dominado “por estiramiento” con una celda
unidad con la estructura de una red de Kagomé. Polímeros con memoria de forma
se utilizan como el material de base y se los programan usando el proceso de
fijación estándar. Los autores
demuestran que los cambios significativos en las propiedades mecánicas
eficaces pueden alcanzarse con imperfecciones morfológicas a partir en unas pocas
celdas programadas (5%). La programación y la susceptibilidad a diversos
factores varia con el material base, el tipo de imperfección programada y de la
naturaleza del sólido celular inicial. No obstante ante la presencia de
defectos y factores exógenos la programación sigue siendo una forma robusta de
modificar el módulo inicial eficaz de materiales celulares programables en un
amplio rango sin necesidad de reprocesamiento del material. Un buen ejemplo de
la utilidad de comprender el mundo de lo pequeño para innovar haciendo
construcciones con átomos y moléculas.
Lectura complementaria:
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