Sin embargo, un equipo del Laboratorio Nacional de Ciencia de Materiales de Shenyang de la Academia de Ciencias de China (CAS) descubrió que en lugar de eliminar estos huecos, “mejorar su tamaño, regular su forma y distribución no sólo puede mitigar sus efectos nocivos, sino también proporcionar beneficios adicionales”.

La investigación, dirigida por Jin Haijun de la Academia de Ciencias de China, se publicó en la revista Science, revisada por pares, el 8 de agosto.

“[This] “Esto sugiere una forma atractiva de manipular las propiedades de los sólidos”, dijo Brent Grochulski, editor senior de Science.

El equipo utilizó oro como material modelo y creó un oro poroso y de estructura uniforme mediante un proceso de corrosión por eliminación de aleaciones. Al comprimir el metal y luego calentarlo y enfriarlo, produjeron un nuevo material lleno de nanoporos dispersos de menos de 100 nanómetros.

Las pruebas han revelado que agregar nanoporos entre un 5 y un 10 por ciento en volumen aumenta la resistencia del oro entre un 50 y un 100 por ciento, lo que significa que es capaz de soportar cargas más altas manteniendo una buena flexibilidad. En algunas muestras, la elasticidad era incluso mayor que la del oro completamente denso del mismo volumen.

“Esta mejora se debe a que los nanoporos dispersos ayudan a aliviar la concentración de tensión y tensión alrededor de los huecos, evitando así la aparición de grietas”, dijo Jin en un informe oficial emitido por la Academia de Ciencias de China.

“La gran superficie específica del material facilita las interacciones superficie-dislocación, mejorando la resistencia y las tasas de endurecimiento, contribuyendo este último a una mejor ductilidad”, dijo Jin.

El tamaño y la densidad de los poros también son importantes.

“Hasta ahora, nuestros resultados indican que los huecos con un diámetro de 10 a 100 nm son beneficiosos para el refuerzo, sin comprometer la ductilidad. Mejorar el tamaño medio de los huecos a menos de 10 nm puede aumentar la dureza del material, pero reducirá la ductilidad”. ella dice. Lo que el equipo mencionó en el trabajo de investigación.

Tradicionalmente, se ha mejorado la resistencia de los materiales y al mismo tiempo se ha reducido el peso añadiendo elementos de aleación más ligeros, como el aluminio en los aceros ligeros y el litio en las aleaciones de aluminio.

Por el contrario, el enfoque sustractivo del equipo chino ofrece una estrategia respetuosa con el medio ambiente y rentable para promover el metal “sin peso extra ni contaminación”. Los nanohuecos diseminados reducen la densidad del oro puro en más de un 10 por ciento, lo que ayuda a que el material sea liviano y reciclable.

Este enfoque preserva en gran medida las propiedades físicas y químicas del material, como la conductividad térmica y eléctrica, y su resistencia a la corrosión.

Por ejemplo, los nanoespacios que contienen oro podrían usarse como materiales conductores o de contacto en electrónica, dijo Jin.

“Esta estrategia de refuerzo también se puede aplicar a otros metales y aleaciones de ingeniería siempre que los nanohuecos puedan integrarse eficazmente en el material, con aplicaciones potenciales en múltiples campos”.