El blindaje ultraligero de carbono que ridiculiza al Kevlar y al acero

Si pensamos en materiales que compongan una armadura de próxima generación, dos de las características que deben presentar estos son su ligereza y forma delgada. Los científicos están consiguiendo muchos avances en este aspecto. El ultimo ejemplo lo encontramos en el Instituto Tecnologico de Massachusetts, donde los científicos han desarrollado mediante una ingeniería avanzada a nanoescala un material que es más fuerte que el kevlar y el acero.

El punto de inicio de este material fue la resina fotosensible, a la que se le hizo un tratamiento con láseres para formar un patrón de celosía compuesto por puntos microscópicos repetidos. Después, dicho material se colocó en una cámara de vacío a alta temperatura, lo que provocó que el polímero se convirtiera en un carbono ultraligero que se asemeja a las espumas que están diseñadas para absorber impactos.

Complejo pero efectivo

Aunque el carbono suele ser quebradizo, la disposición y el pequeño tamaño de los puntos en el material nanoarquitecturado dan lugar a una arquitectura de goma en la que domina la flexión. El equipo de Massachusetts descubrió que las propiedades de este material se podían alterar ajustando su arquitectura.

Hasta el momento, solo se conoce la respuesta del carbono en un estado de deformación lenta, mientras que se supone que su aplicación en el mundo real no se debería deformar lentamente.

Carbono

Para realizar los experimentos de impacto, se involucraron varios objetos como un vidrio recubierto con una película de oro y partículas de oxido de silicio a un lado. Al aplicarle un laser ultrarrápido a este objeto, se forma un gas en rápida expansión que envía las partículas volando desde la superficie hacia el objetivo. El ajuste de la velocidad del laser ajusta la velocidad de los proyectiles, lo que hace que los científicos puedan experimentar con diferentes rangos de velocidad, lo cual es ideal para realizar sus estudios sobre el nuevo material de esta armadura.

La importancia del carbono

En estas pruebas se llegaron a realizar pruebas con velocidades supersónicas (desde los 40 a los 1.100 metros por segundo). Se utilizaron cámaras de alta velocidad para captar al máximo detales los impactos de cara al estudio. Tambien se probaron diferentes diseños de los puntos de carbono con distintos espesores para permitir al equipo descubrir cuál es el diseño óptimo para hacer que las partículas se incrusten en el material en vez de atravesarla.

Carbono

El equipo ha conseguido demostrar que el material absorbe mucha energía debido al mecanismo de compactación por impacto de los puntos de carbono a nanoescala. Tambien han confirmado que este material es mas delgado que un cabello humano, por lo que podría absorber los impactos de forma mas eficaz que otros materiales como el aluminio, el acero o el kevlar. Si se amplia el enfoque de este nuevo material, se conseguirá una armadura mas resistente y ligera que otra hecha con materiales tradicionales.

Además, este estudio podría suponer el principio en el campo de la defensa para diseñar materiales ultraligeros resistentes al impacto como escudos resistentes a explosiones, revestimientos protectores o materiales de blindaje.