Metales superduros gracias a las nanopartículas

Los investigadores han encontrado formas de producir metales superduros rompiendo diminutas nanopartículas de metal que mejoran las propiedades mecánicas.

Metales superduros gracias a las nanopartículas

Los metalúrgicos sonreirán ante la pregunta de cómo endurecer una pieza de metal. De hecho, desde los albores de los tiempos, el hombre ha aprendido que al doblarlo, torcerlo o golpearlo con un martillo, el metal se endurece.

La explicación científica es que romper la estructura de grano del metal (los dominios cristalinos microscópicos) da como resultado granos más pequeños que endurecen los metales.

Hasta 4 veces más duro que los metales naturales

Ahora, un grupo de investigadores de la Brown University (Estados Unidos) ha encontrado una forma de personalizar las estructuras de los granos metálicos de abajo hacia arriba. Es un método para triturar cada uno de los nanocluster de metal que forman piezas sólidas a escala macro. Las pruebas mecánicas en metales producidos con esta técnica han demostrado que son hasta 4 veces más duros que las estructuras metálicas naturales.

La investigación, publicada en la revista Chem, llevó a la creación de ladrillos a escala de centímetros, utilizando nanopartículas de oro, plata, paladio y otros metales. Piezas de este tamaño podrían usarse para fabricar materiales de revestimiento de alto rendimiento, electrodos o generadores termoeléctricos (dispositivos que convierten corrientes de calor en electricidad).

El secreto está en el tratamiento químico

El secreto de este nuevo proceso es el tratamiento químico al que se someten los componentes básicos de las nanopartículas. Las nanopartículas metálicas suelen estar recubiertas con moléculas orgánicas llamadas ligandos, que evitan la formación de enlaces de metal a metal entre las partículas. El team de investigadores encontró una manera de eliminar químicamente estos ligandos, permitiendo que las nanopartículas se fusionen con algo de presión.

Los ladrillos de metal hechos con esta técnica son sustancialmente más duros que el metal standard. Los ladrillos de oro, por ejemplo, son de 2 a 4 veces más duros que el metal amarillo normal.

En teoría, la técnica podría usarse para fabricar cualquier tipo de metal. De hecho, los científicos estadounidenses han creado una forma de metal conocida como vidrio metálico. Los vidrios metálicos son amorfos, lo que significa que carecen de la estructura cristalina que se repite regularmente de los metales normales. Esto da lugar a propiedades notables. Los vidrios metálicos se modelan más fácilmente que los metales tradicionales, pueden ser mucho más fuertes y resistentes, además de mostrar superconductividad a bajas temperaturas.

Ahora se piensa que esta nueva técnica se puede utilizar para productos comerciales, tanto en el sector industrial como en el de la investigación científica.

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