Materiales artificiales inspirados en la enorme resistencia de los dientes al desgaste

Hay pocas estructuras en la naturaleza más duras y duraderas que los dientes o las conchas marinas. El secreto de estos materiales reside en su singular estructura a pequeña escala: están compuestos de diferentes capas en las que sus numerosas microplaquetas están unidas entre sí, alineadas en una orientación idéntica.

Aunque existen métodos que permiten a los expertos en ciencia de los materiales imitar el nácar, fue todo un reto crear un material que imitara la concha marina completa, con propiedades y complejidad estructural comparables. Ahora el equipo de André Studart, Hortense Le Ferrand y Tobias Niebel, del ETH (Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zúrich, conocido asimismo como Escuela Politécnica Federal de Zúrich), ha desarrollado un nuevo procedimiento que imita el modelo natural de forma casi perfecta. Los científicos lograron producir un material duro multicapa basado en el principio de construcción de los dientes o las conchas marinas, a los que se parece mucho. Los investigadores del ETH consiguieron, por primera vez, preservar capas múltiples de microestructuras del tipo descrito con orientación diversa en una única pieza.

El procedimiento empleado, asistido magnéticamente, se basa en una técnica centenaria, aunque al mismo tiempo se beneficia de avances en la investigación moderna de materiales.

La estructura de la izquierda muestra el diente natural en su molde de yeso, siendo la estructura del medio el diente artificial en una fase intermedia del proceso de elaboración. El modelo de la derecha ya ha completado las fases del proceso que estaban pendientes en el del centro. Está recubierto y colocado en un soporte, con miras a ser pulimentado y observado en un microscopio electrónico. (Foto: Tobias Niebel/ETH Zurich)

Para demostrar el potencial de la “nueva” técnica, el grupo de investigación de Studart produjo un diente artificial con una microestructura que imita la de un diente real. La superficie del diente artificial es tan dura y estructuralmente compleja como la del natural, mientras que la capa de debajo es más blanda, exactamente como la dentina del modelo natural.

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