Cerámica flexible y con memoria de forma
Los materiales con memoria de forma son capaces de adoptar dos formas distintas y pueden alternar entre una y otra siempre que se cumplan las condiciones necesarias para ello. El cambio de forma se puede activar mediante un cambio idóneo en la temperatura, con una tensión mecánica específica o mediante campos eléctricos o magnéticos. El cambio de forma puede servir para que el material pase a ejercer una fuerza mecánica.
Los diagramas muestran las dos formas diferentes en que puede configurarse la estructura atómica del nuevo material cerámico con memoria de forma. Un desencadenante externo, como un cambio de temperatura, puede cambiar la configuración de una forma a otra, modificando sus dimensiones y permitiéndole ejercer presión o realizar otro tipo de trabajo. El fondo de la imagen es una foto tomada con microscopio electrónico en la que se muestran algunos detalles de la estructura del material, con los dos colores indicando las dos configuraciones diferentes. / Edward Pang. CC BY-NC-ND 3.0
El valor de los materiales con memoria de forma reside en que son una especie de pistón de estado sólido, es decir, un dispositivo que puede empujar a otra cosa. Pero mientras que un pistón es un conjunto de muchas piezas, un material con memoria de forma lo hace todo por sí mismo, sin necesitar múltiples piezas.
Los metales con memoria de forma se han utilizado durante mucho tiempo como actuadores sencillos en una amplia gama de dispositivos, pero están limitados por las temperaturas de servicio alcanzables de los metales utilizados, que suelen ser de unos pocos cientos de grados centígrados como máximo.
La cerámica puede soportar temperaturas mucho más altas, a veces de hasta miles de grados, pero por desgracia es muy frágil, quebrándose con mucha facilidad.
Ahora, unos científicos han encontrado un modo de superar esa desventaja típica de las cerámicas y crear una nueva clase de materiales cerámicos con memoria de forma que puedan soportar los cambios sin acumular daños, haciendo así posible que funcionen de forma fiable como material con memoria de forma a lo largo de muchos ciclos de uso.
Estos nuevos materiales cerámicos con memoria de forma y resistentes a roturas podrían ser útiles para una nueva gama de aplicaciones, especialmente en entornos de alta temperatura, como por ejemplo ejerciendo de actuadores dentro de un motor a reacción en pleno funcionamiento o en el fondo de un pozo a muchísima profundidad, donde la temperatura también es muy elevada.
Este trabajo de investigación y desarrollo es obra del equipo de Edward Pang, Gregory Olson y Christopher Schuh, del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), de Estados Unidos. Y ha contado con el respaldo del ejército de tierra de Estados Unidos.
