sábado, 3 de diciembre de 2016

Materiales programables mediante nanoimperfecciones.

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.  


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