Los investigadores de la UPV / EHU-Universidad del País Vasco han explorado las propiedades de superelasticidad en una escala nanométrica en base al corte de los pilares de una aleación hasta el tamaño nanométrico. En el artículo publicado por la revista científica Nanotecnología de la naturaleza , los investigadores han encontrado que debajo de un micrón de diámetro el material se comporta de manera diferente y requiere un estrés mucho mayor para que se deforme. Este comportamiento superelástico está abriendo nuevos canales en la aplicación de microsistemas que involucran electrónica flexible y microsistemas que pueden implantarseen el cuerpo humano
La superelasticidad es una propiedad física por la cual es posible deformar un material en un grado considerable, hasta un 10%, que es mucho más alto que el de la elasticidad. Entonces, cuando se aplica tensión a una barra recta, la barra puede formar unEn forma de U y cuando se elimina la tensión aplicada, la barra recupera completamente su forma original. Aunque esto ha sido ampliamente probado en materiales macroscópicos, "hasta ahora nadie había podido explorar estas propiedades de superelasticidad en tamaños micrométricos y nanométricos".José María San Juan, investigador principal del artículo publicado por Nanotecnología de la naturaleza y un profesor de la UPV / EHU.
Los investigadores del Departamento de Física de la Materia Condensada y Física Aplicada II de la UPV / EHU han logrado ver que "el efecto superelástico se mantiene en dispositivos realmente pequeños en una aleación de cobre-aluminio-níquel". Es una aleación con memoria de forma enque el equipo de investigación ha estado trabajando durante más de 20 años a nivel macroscópico: Cu-14Al-4Ni, una aleación que muestra superelasticidad en la temperatura ambiente.
Al usar un equipo conocido como Haz de iones enfocado, "un cañón de iones que actúa como una especie de cuchillo atómico que corta el material", explicó San Juan, construyeron micropilares y nanopilares de esta aleación con diámetros que oscilan entre 2? my 260 nm un micrómetro es una millonésima parte de un metro y un nanómetro mil millonésima parte de un metro. Y a ellos aplicaron una tensión utilizando un sofisticado instrumento conocido como nanoindenter, que "permite fuerzas extremadamente pequeñaspara ser aplicado ", y luego midieron su comportamiento.
Los investigadores han confirmado y cuantificado por primera vez que en diámetros de menos de un micrómetro hay un cambio considerable en las propiedades relacionadas con el estrés crítico para la superelasticidad ". El material comienza a comportarse de manera diferente y necesita un estrés mucho mayor paraesto tiene lugar. La aleación continúa mostrando superelasticidad pero para tensiones mucho más altas ". San Juan destaca la novedad de este aumento en la tensión crítica relacionada con el tamaño, y también destaca que han podido explicar la razón de este cambio en el comportamiento: "Hemos propuesto un modelo atómico que permite comprender por qué y cómo cambia la estructura atómica de estos pilares cuando se aplica una tensión".
Microsistemas que involucran dispositivos electrónicos y dispositivos flexibles que pueden implantarse en el cuerpo humano
El profesor de la UPV / EHU destacó la importancia de este descubrimiento, "comportamiento superelástico espectacular a pequeña escala", que abre nuevos canales en el diseño de estrategias para aplicar aleaciones con memoria de forma para desarrollar microsistemas flexibles y nanosistemas electromecánicos ". Flexiblela electrónica está muy presente en el mercado actual, se está utilizando cada vez más en prendas de vestir, calzado deportivo, en varias pantallas, etc. "También afirmó que todo esto es de crucial importancia en el desarrollo de dispositivos inteligentes de salud de Lab-on-a-tipo de chip que puede implantarse en el cuerpo humano ". Será posible construir pequeñas microbombas o microaccionadores que pueden implantarse en un chip, y que permitirán que una sustancia sea liberada y regulada dentro del cuerpo humano para una variedad de medicamentostratos."
Es un descubrimiento que "se espera que tenga grandes repercusiones científicas y tecnológicas y ofrezca el potencial de revolucionar varios aspectos en campos relacionados", concluyó San Juan, y agradeció el hecho de que "hemos logrado transferir todo el conocimiento necesarioy para adquirir las herramientas de trabajo que los centros más avanzados pueden aprovechar para abrir una nueva línea de investigación que se puede desarrollar completamente en la UPV / EHU ".
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Materiales proporcionado por Universidad del País Vasco . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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