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Viernes, 19 diciembre 2014
Ciencia de los Materiales

Volver más rígido a un sólido agregándole líquido

Normalmente, sustituir partes de un sólido con líquidos solo consigue debilitar el material. Pero cuando las gotitas incrustadas son muy pequeñas, la tensión superficial les da tanta firmeza que, paradójicamente, pueden en realidad hacer a un sólido más fuerte.

 

El equipo de Eric Dufresne, profesor de Ingeniería Mecánica y Ciencia de los Materiales en la Universidad Yale en New Haven, Connecticut, Estados Unidos, ha demostrado este efecto que parece ir en contra del sentido común, incrustando gotas de líquido tan pequeñas como de un micrón de diámetro dentro de silicona. Los investigadores estiraron entonces a esta última, haciendo que el líquido se estirase también.

 

Cuando las gotas de líquido en la silicona eran lo bastante grandes, se deformaban fácilmente y debilitaban al material. Sin embargo, si las gotitas eran muy pequeñas resistían la deformación y fortalecían el material a su alrededor. Cuando se incrustaban muchas gotas líquidas diminutas en la silicona, el material resultante era hasta un 30 por ciento más fuerte que la silicona pura.

 

La importancia de la tensión superficial es inversamente proporcional al tamaño. Así pues, lo que es una fuerza insignificante para las cosas grandes, se convierte en una gran fuerza para las cosas muy pequeñas, lo que a su vez puede afectar grandemente al material como un todo.

 

[Img #24201]

 

Una gota de agua u otro líquido no parece el mejor ejemplo de robustez, pero cuando su tamaño es muy pequeño, la tensión superficial le da tanta firmeza que, paradójicamente, un conjunto de gotitas con el tamaño adecuado incorporadas a la estructura de un material sólido pueden volverlo más fuerte. (Imagen: Amazings / NCYT / JMC)

 

Los resultados ofrecen un nuevo modo de controlar las propiedades de materiales compuestos. Por ejemplo, gotas del tamaño adecuado podrían proporcionar una funcionalidad óptica o eléctrica adicional, sin sacrificar el rendimiento mecánico.

 

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