Una línea de investigación desarrollada en el Instituto Politécnico Rensselaer demuestra que el grafeno supera a los nanotubos de carbono y a otras nanopartículas a la hora de reforzar la resistencia y diversas cualidades mecánicas de los compuestos epoxídicos. Los hallazgos hechos hasta ahora hacen pensar que el grafeno debería ser el nanomaterial a escoger para fortalecer los materiales compuestos usados en todo tipo de cosas, desde las turbinas eólicas a las alas de los aviones.
Según los estudios sobre el tema realizados en el citado instituto, los compuestos con grafeno agregado son más fuertes, más rígidos y menos propensos a fallar que los compuestos con nanotubos de carbono u otras nanopartículas agregadas. Esto significa que el grafeno, una hoja de carbono de un átomo de espesor, podría ser un componente importante en el desarrollo de los nanomateriales compuestos de la próxima generación.
Los materiales compuestos avanzados son cada vez más un componente clave en el diseño de las nuevas aspas para turbinas eólicas, aviones y otras aplicaciones que requieren de materiales extremadamente ligeros y de muy alta resistencia. Los materiales compuestos con productos epoxídicos son de peso sumamente ligero pero pueden resultar quebradizos y proclives a sufrir fracturas.
El equipo de Nikhil A. Koratkar ha agregado plaquetas de grafeno a materiales compuestos avanzados. Cada plaqueta es de sólo unos nanómetros de espesor. El equipo de investigación también añadió nanotubos de carbono a materiales compuestos epoxídicos.
Los materiales epoxídicos con grafeno incorporado presentaron un comportamiento muy superior. Agregando grafeno hasta que éste constituía un 0,1 por ciento del peso del compuesto, se logró incrementar la resistencia y la rigidez del material en el mismo grado en que se consiguió al agregar nanotubos de carbono hasta que éste llegaba al 1 por ciento del peso del compuesto. Esta ganancia, de un orden de magnitud, resalta lo muy prometedor que es el grafeno.
En las pruebas, los rellenos a base de grafeno también aumentaron en casi dos órdenes de magnitud la resistencia del compuesto a la propagación de la fisuras causadas por la fatiga estructural, en comparación con la resistencia del material epoxídico no enriquecido.
Aunque el grafeno y los nanotubos de carbono son casi idénticos en su composición química y sus propiedades mecánicas, el primero es mucho mejor que los nanotubos de carbono a la hora de otorgar sus cualidades al material con el que es mezclado.
VÍCTOR LÓPEZ GARCÍA
No hay comentarios:
Publicar un comentario