Si hablamos en términos de dureza, hasta un niño sabe que materiales como el caucho y el acero se encuentran en polos opuestos. Un material puede ser más o menos duro, pero ahora los investigadores de la Universidad de Michigan han desarrollado un metamaterial que puede cambiar la rigidez de su superficie, de duro a blando o al revés, en respuesta a una pequeña cantidad de estrés.

Los metamateriales son materiales artificiales que pueden ser afinados para un propósito específico y pueden de este modo tener comportamientos bastante increíbles que no puedes encontrar en la naturaleza. Al contrario de lo que un profano podría pensar, no importa tanto de qué están hechos, ya que sus cualidades provienen más de su estructura. Manipulándola, los ingenieros pueden desarrollar metamateriales que podrían llegar a hacer objetos invisibles o crear vehículos extremadamente fuertes y ligeros.

El equipo de la Universidad de Michigan dice que su nuevo metamaterial está especializado en cambiar su superficie entre estados duros y blandos. La aplicación de una pequeña cantidad de deformación permite que la rigidez cambie, sin dañar o debilitar el propio material.

“El aspecto novedoso de este metamaterial es que su superficie puede cambiar entre duro y blando”, dice Xiaoming Mao, autor principal del estudio. “Por lo general, es difícil cambiar la rigidez de un material tradicional, ya sea duro o blando, una vez que se crea el material”.

La geometría del nuevo material se compone de una rejilla de pequeños puntales conectados con bisagras. Aplicando una pequeña tensión, la retícula cambia las propiedades topológicas del material, haciéndolo más duro o más suave. Dado que las bisagras absorben el estrés, el cambio puede hacerse una y otra vez sin causar daño a la estructura principal.

Aplicaciones potenciales

Los investigadores sugieren algunas aplicaciones potenciales bastante interesantes. Los cohetes reutilizables podrían mantenerse rígidos para el despegue y más suaves en los aterrizajes. Los neumáticos de bicicleta podría ajustar su dureza para adaptarse mejor a cualquier superficie sobre la que circulan y, en los coches, en lugar de ocultar un airbag en el volante, el aro (o incluso todo el salpicadero) podría ablandarse en caso de un accidente.

Esto es especialmente interesante en la automoción, como indica Mao: “Cuando conduces un coche, quieres que el coche sea rígido y soporte una carga. En una colisión, quieres que los componentes sean más blandos, para absorber la energía de la colisión y así proteger al pasajero en el automóvil”.

Fuente: University of Michigan
Más información: Publicación de las investigaciones en la revista Nature Communications (puedes ver allí un vídeo en el que los investigadores de la Universidad de Michigan muestran el metamaterial usando el sistema de construcción K’Nex).

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