Crean un nanocompuesto ligero y duradero uniendo cerámica y grafeno

 ^{Qiangqiang Zhang et al. / Advanced Materials, 2017}

Científicos de Estados Unidos y China han obtenido un compuesto ligero con alta resistencia, conductividad eléctrica y baja conductividad térmica, a partir de la unión de varias capas de grafeno y de una cerámica llamada óxido de alumino. El material no solo es resistente, ultraligero y dúctil, sino que también es eléctricamente conductor y térmicamente aislante.

Según el estudio, que ha sido publicado en la revista Advanced Materials, los investigadores neutralizaron las desventajas que muestra la cerámica de óxido de aluminio, utilizando grafeno. Su idea se basó en la información de que la inclusión de grafeno mejora las propiedades mecánicas de materiales frágiles, y la reducción del tamaño del grano aumenta significativamente la resistencia de la cerámica.

En primer lugar, crearon un aerogel de grafeno con una estructura parecida a la de un panal. Vale la pena señalar que, en este caso, los científicos no se refieren a la capa monoatómica de átomos de carbono, sino de múltiples capas. Luego, con la ayuda de una sedimentación de capa atómica, a la estructura de grafeno le colocaron una pequeña capa de cerámica de un espesor de aproximadamente diez nanómetros.

^{Imagen y representación esquemática de una estructura de material compuesto. /Advanced Materials, 2017}

Como resultado, los investigadores obtuvieron un compuesto con un conjunto de propiedades bastante inusual. Tiene una densidad extremadamente baja (de unas decenas de miligramos por centímetro cúbico), en función del espesor de la capa cerámica y otros parámetros. A modo de comparación, los científicos afirman que el material ha resultado más ligero que una pluma. Además, el compuesto tiene una alta conductividad eléctrica y baja conductividad térmica, lo que lo hace atractivo para el aislamiento térmico o la protección contra incendios.

Además, los científicos han probado las propiedades mecánicas, y encontraron que tiene una alta resistencia y compresibilidad. Los investigadores reconocen que, por ahora, no entienden completamente el mecanismo de mejora de las propiedades, así que en los futuros estudios tratarán este tema, y la ampliación de la tecnología para la producción industrial.

Recientemente, los investigadores del MIT han creado un compuesto con propiedades extraordinarias con ayuda de una impresora 3D. Debido a que se le dió una estructura que se asemeja a las conchas de mar, el compuesto resultó mucho más resistente a los golpes, que los materiales originales.

Gregory Kopiev

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