Un investigador de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Missouri y sus colegas han creado un metal estructural liviano pero muy fuerte que podría mejorar la eficiencia energética en aplicaciones aeroespaciales, automotrices, de defensa, electrónicas móviles y biomédicas.
Los hallazgos del Dr. Lianyi Chen, profesor asistente de ingeniería mecánica y aeroespacial y ciencia e ingeniería de materiales en Missouri S&T, se publicaron el 24 de diciembre en el último número de Naturaleza .
Trabajando en la Universidad de California-Los Ángeles, Chen y sus colegas usaron magnesio porque es un metal ligero con dos tercios de la densidad del aluminio, es abundante en la Tierra y es biocompatible. Encontraron una manera de mezclar nanopartículas de carburo de silicioen un magnesio-zinc fundido permite que las nanopartículas se dispersen y estabilicen uniformemente, haciendo un metal súper fuerte y liviano.
A través de las pruebas de compresión, Chen y sus colegas demostraron que el metal de magnesio infundido con nanopartículas de carburo de silicio era sustancialmente más fuerte que los metales convencionales que no contenían nanopartículas. "Las nanopartículas uniformemente dispersas proporcionan resistencia en todo el metal y mejoran la plasticidad simultáneamente", dice Chen.
El nuevo metal potencialmente puede hacer que los automóviles y aviones sean más livianos y más eficientes en combustible sin comprometer la fuerza y la seguridad, dicen los investigadores. Debido a que es liviano, los teléfonos celulares podrían hacerse aún más livianos de lo que son hoy en día, y con su alta resistencia, tambiénpodría usarse como material de construcción.
Chen dice que los métodos de síntesis convencionales han alcanzado sus límites en magnesio y otros metales. "Las partículas cerámicas se han utilizado en matrices metálicas para mejorar aún más la resistencia de los metales, pero tienden a agruparse, reduciendo la eficiencia de fortalecimiento, degradando la plasticidad del metaly haciéndolos difíciles de mecanizar ", dijo Chen.
Chen y sus colegas contrarrestaron este problema desarrollando un enfoque de dispersión de nanopartículas y autoestabilización, que conduce a la dispersión uniforme del 14 por ciento de nanopartículas en el metal Mg2Zn resultante. Se logró una mejora significativa tanto de la resistencia como de la plasticidad en el metal resultante."Los resultados que obtuvimos abren una manera de romper los techos de propiedad de los metales", dice Chen. Para probar el metal, el equipo utilizó métodos de microscopía electrónica de barrido y transmisión. Las imágenes producidas muestran la dispersión uniforme de nanopartículas en todo el metal.
Sin embargo, hacer que esté disponible en el mercado no sucederá pronto. "Aunque el método descrito aquí es escalable en principio, aún se necesitan muchos esfuerzos para realizar la fabricación en grandes volúmenes a partir de aplicaciones prácticas", dice Chen.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Ciencia y Tecnología de Missouri . Original escrito por Joe McCune. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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