15/12/2010 - Nace una nueva generación de fibras de alto rendimiento más fuertes y resistentes que las fibras de Kevlar.

Menéame

Ingenieros e investigadores de la Northwestern University han desarrollado a través de métodos de nanoingeniería un nuevo tipo de fibra que reúne mayores condiciones de fortaleza y resistencia que las fibras de Kevlar o poliparafenileno tereftalamida. El hallazgo combina nanotubos de carbono y un polímero, que incrementan la fiabilidad de las nuevas fibras. Por Pablo Javier Piacente.

Una nueva generación de fibras más fuertes y resistentes que el Kevlar, considerado como el material de mejores condiciones en la actualidad para determinadas funciones industriales, ha nacido en base a una investigación realizada por especialistas de la Northwestern University. La nueva fibra integra nanotubos de carbono y un polímero, garantizando excelentes parámetros de fortaleza y resistencia.

El avance se ha concretado a partir del esfuerzo de un equipo multidisciplinario dirigido por Horacio Espinoza, de la Escuela McCormick de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Northwestern University, e integrado además por expertos de otras universidades y de MER Corporation. El trabajo ha merecido artículos en los medios especializados ACS Nano, de la American Chemical Society, y Science Today, entre otros, junto a una nota de prensa de la Northwestern University.

Empleando métodos de prueba con microscopía electrónica, el grupo fue capaz de testear y examinar las nuevas fibras en diferentes escalas, desde la escala nano hasta la escala macro, logrando entender exactamente la forma en la cual el rendimiento del material es afectado por diversas interacciones.

El propósito de la investigación es desarrollar fibras de nueva generación que exhiban mayor resistencia y dureza. Los investigadores quieren superar al mismo tiempo un inconveniente actual de las fibras, que pueden ser fuertes o dúctiles, sin combinar ambas ventajas. La nueva generación intenta integrar ambas condiciones.

Resistentes, fuertes y dúctiles

Las fibras desarrolladas han demostrado una elevada ductilidad y, al mismo tiempo, una resistencia muy alta. Es así que pueden absorber y disipar grandes cantidades de energía sin registrar fallas o secuelas. Al mismo tiempo, la resistencia del material llega a niveles nunca evidenciados con anterioridad.

La nueva generación de fibras registraría una amplia variedad de aplicaciones en el campo de la defensa y en la industria aeroespacial. El proyecto forma parte de las iniciativas encaradas en el marco de la Department of Defense's Multidisciplinary University Research Initiative (MURI).

Este programa apoya las investigaciones que combinan más de una disciplina científica tradicional con la ingeniería. Por otro lado, Espinosa y sus colaboradores recibieron 7,5 millones de dólares de la U.S. Army Research Office, teniendo en cuenta que la nueva fibra podría ser utilizada en los chalecos antibalas o paracaídas. Además, podría integrar los materiales compuestos empleados en vehículos, aviones y satélites de uso militar.

Para crear la nueva fibra, los investigadores comenzaron utilizando nanotubos de carbono, moléculas de carbono en forma cilíndrica que tienen individualmente una de las mayores fortalezas de cualquier material en la naturaleza. Sin embargo, al colocarse en conjunto pierden su fuerza. El gran avance de este equipo de investigación fue la incorporación de un polímero a los nanotubos de carbono.

Optimización y estudio del material

Gracias a este polímero, pudo comprobarse una unión más efectiva de los nanotubos de carbono, logrando en consecuencia mantener la resistencia y la fortaleza del material. El testeo a través de un microscopio electrónico de barrido o SEM (Scanning Electron Microscope), permitió examinar los paquetes individuales de los nanotubos y la fibra en su conjunto.

Luego de todos estos estudios, el grupo de investigación ha logrado comprender el funcionamiento de este material a escalas múltiples. El propósito a futuro es incrementar el conocimiento en las escalas más pequeñas, para de esta manera diseñar fibras aún más fuertes y resistentes.

El resultado de estas investigaciones es la obtención de un material más resistente que el Kevlar, con la capacidad de absorber energía sin romperse. Sin embargo, el Kevlar sigue siendo aún más eficiente en otros puntos, por lo tanto los investigadores esperan continuar estudiando las características de la nueva fibra para optimizar su desarrollo.

De acuerdo a los especialistas, si fuera posible mejorar las interacciones entre los paquetes de nanotubos de carbono, el material podría ser todavía más fuerte. Es así que el grupo de investigadores está estudiando diversas técnicas para lograr una mejor ingeniería en esas interacciones. Esta investigación también fue financiada por la Office of Naval Research.

Aero Norway, una compañía de ITP Aero y proveedor especializado de mantenimiento (MRO) para motores CFM56 fabricados por CFM International*, ha firmadoun acuerdo con GE Aerospace para dar servicio a los rotores de turbina de alta presión (HPT) y tobera de la segunda etapa HPT de los motores CFM LEAP-1A y LEAP-1B. El contrato plurianual es el primero de este...

La industria avanzada se dará cita el próximo 14 y 15 de octubre en la sexta edicióndel Encuentro Tecnológico Burgos Industria 4.0 que tendrá como protagonista a la computación cuántica industrial (Quantum Industrial)y su combinación con la inteligencia artificial (IA). Con especial foco en su potencial para resolver problemas complejos de optimización y transformar procesos industriales, tecnologías combinadas que supondrán...

Más de 4.000 personas han participado en la VI edición de MotorMadridStudent, una iniciativa del Colegio Oficial de Graduados e Ingenieros Técnicos Industriales de Madrid (COGITIM), con el patrocinio de la Comunidad de Madrid, que ha convertido, el Circuito de Madrid Jarama-RACE en un gran punto de encuentro entre estudiantes, universidad, empresas y Administración en torno a la ingeniería, la...

El Colegio Oficial de Ingenieros Aeronáuticos de España (COIAE) abre una nueva convocatoria de su Premio a la Innovación Aeronáutica, creado en 2017 para reconocer proyectos que aporten soluciones innovadoras al ámbito de la ingeniería aeronáutica. El premio, dotado con 2.000 euros, está dirigido a colegiados, estudiantes del máster habilitante que estén precolegiados, grupos de colegiados, así como a pymes...

/INS. Las paradas no planificadas siguen siendo uno de los mayores costes ocultos en los sectores de la alimentación, las bebidas, los productos lácteos, el sector farmacéutico y otros sectores en las que la higiene es fundamental. Sin embargo, muchos fabricantes siguen recurriendo a inspecciones programadas o solo reaccionan cuando se produce un fallo en los equipos. Kolding, Dinamarca, septiembre...