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31 de enero de 2008

Espumas Con Memoria Magnética de Forma




Foto: P. Müllner, M. Chmielus and S. Donovan, Boise State University, and D. Dunand and Y. Boonyongmaneerat, Northwestern University


En el mundo de los materiales comerciales, los más ligeros y baratos acostumbran a ser los mejores, sobre todo cuando esos atributos van acompañados de una resistencia superior y propiedades especiales, como la capacidad del material para recordar su forma original después de ser deformado por una fuerza física o magnética.
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Una nueva clase de materiales conocidos como "espumas magnéticas" con memoria de la forma, ha sido desarrollada por dos equipos de investigación encabezados por Peter Müllner, de la Universidad Estatal de Boise (Boise, en Idaho) y David Dunand, de la Universidad del Noroeste.

La espuma está formada por una aleación de níquel-manganeso-galio cuya estructura se parece a la de un pedazo de queso gruyere, con pequeños orificios entre delgados "puntales" curvados de material. Los puntales tienen una estructura semejante al bambú, y pueden alargarse hasta un 10 por ciento cuando se les aplica un campo magnético.

Por regla general, el grado en que se deforma un material depende de sus características y de la carga física aplicada. En este caso, la fuerza proviene de un campo magnético en vez de una carga física. Las fuerzas de origen magnético pueden ejercerse de modos que las hacen ventajosas para muchas aplicaciones. El material retiene su nueva forma cuando se suprime el campo, pero la estructura atómica sensible regresa a su forma original si el campo magnético se gira 90 grados, un fenómeno denominado "memoria magnética de la forma".

Esta espuma es la primera en exhibir tal memoria.

Fabricar monocristales grandes del material es demasiado lento y caro para resultar comercialmente viable, por lo que los investigadores fabrican aleaciones policristalinas que contienen muchos cristales pequeños o granos. Los materiales policristalinos tradicionales no son porosos y casi no presentan capacidad para deformarse debido a las restricciones mecánicas de los límites entre cada grano. Por el contrario, un monocristal grande exhibe una gran capacidad de deformación al no existir límites interiores. Introduciendo espacios vacíos en la aleación policristalina, los investigadores han fabricado un material poroso con menos restricciones mecánicas interiores y con una capacidad de deformación razonablemente alta cuando se le aplica carga.

La naturaleza del material amplifica el efecto del cambio de la forma, haciéndolo un buen candidato para fabricar diminutos dispositivos de control de movimiento, o bombas biomédicas sin partes móviles, entre otras posibles aplicaciones. También presenta un gran potencial para usos que requieren una capacidad de deformación grande y peso ligero, como las aplicaciones aeroespaciales y automovilísticas.

Información adicional en:

* NSF

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