Archivo de enero, 2013

Empujón de la Comisión Europea a la investigación en Materiales con el gran proyecto de grafeno

Gustavo R. Plaza (U.P.M.)

No queríamos dejar de recoger en el blog el resultado de la convocatoria hecha por la comisión europea para la concesión de dos grandes proyectos de investigación, cada uno de ellos con un presupuesto de nada menos que 1000 millones de euros.

Entre las propuestas presentadas, han resultado ganadoras las que han propuesto la modelización del cerebro humano y el estudio y desarrollo de aplicaciones del grafeno. Por tratarse de grandes (enormes) proyectos de investigación, participan en ellos diferentes instituciones, incluida la que para nosotros personalmente es más cercana, la Universidad Politécnica de Madrid.

El consorcio al que se le ha adjudicado el proyecto de grafeno está liderado por la Chalmers University of Technology, en Gothenburg, Suecia. Según la información facilitada por el consorcio, coordinará 126 grupos de universidades y empresas, en 17 países europeos (incluida España), con un presupuesto inicial de 54 millones de euros para 30 meses. El consorcio prevé su ampliación con otros 20-30 grupos a través de una convocatoria abierta, lo cual puede ser una oportunidad a tener en cuenta para los investigadores interesados.

Es previsible que el proyecto acelere el desarrollo de aplicaciones para el grafeno, como veremos en los próximos años, y de las que seguiremos hablando en este espacio.

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Nanomateriales ingeniosos que rivalizan en dureza con el diamante

Por Gustavo R. Plaza (Universidad Politécnica de Madrid)

En la última semana se publicaba un trabajo desarrollado en centros de China y de EE.UU., liderado por el investigador Yongjun Tian, en el que se describía el proceso de obtención de un material nanoestructurado de nitruro de boro, que presenta una dureza comparable o incluso superior a la del diamante (la comparación está aún en discusión). Este material es un gran ejemplo de cómo la ciencia de materiales permite obtener soluciones cada vez más cercanas a lo que, hasta hace no mucho tiempo, parecía ciencia ficción.

El nitruro de boro puede obtenerse en pequeños volúmenes con forma cristalina trasparente, procesándolo a elevada presión. Las simulaciones numéricas de este material indican que su dureza sería incluso superior a la del diamante si fuera posible obtenerlo en tamaño suficientemente grande y medir sus propiedades.

Pues bien, el trabajo indicado describe cómo se ha obtenido ingeniosamente un pequeño volumen de nitruro de boro nanoestructurado en sucesivas capas de espesor nanométrico. La estructura de sucesivas capas permite que en el material estén presentes una gran cantidad de fronteras (‘bordes de granos’) entre las capas. Las fronteras suponen un obstáculo para los movimientos internos en el cristal, de modo que reducen su deformabilidad; esto es, aumentan su dureza. El éxito de este trabajo ha sido la obtención de una microestructura con una escala nanométrica, generando “láminas nanogemelos ultrafinas”. Una lámina nanogemela es una porción cristalina con una estructura especular respecto a la de porción de cristal al otro lado de la frontera de separación. De esta forma un policristal de dominios nanogemelos está formado por sucesivas capas en las que la orientación de los cristales varía alternadamente. En el trabajo citado de Tian y sus colegas el espesor de los nanodominos es de solo unos 4 nm en promedio!

Imagen en microscopio electrónico de transmisión de nanodominios gemelos (ver texto, la imagen corresponde a una lámina de cobre).

Aunque, por su dificultad, las medidas de la dureza de estos materiales necesitan aún algún tiempo para quedar firmemente establecidas, la idea del diseño de este material y su procesado constituyen un nuevo éxito en el campo de la ciencia e ingeniería de materiales.

 

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Los materiales más resistentes

Como primera entrada de este año 2013, querríamos hacer referencia al simpático vídeo sobre los 10 materiales más resistentes que ha realizado el grupo de youtube “All time 10s”. Creemos que el vídeo será del agrado de nuestros lectores más jóvenes, aunque contiene algunas imprecisiones y exageraciones. Por ejemplo, la mejor seda de araña no es más resistente que el kevlar, si bien la energía de deformación por unidad de volumen sí puede ser unas diez veces la del kevlar (sirva también como mensaje para recordar que no es frecuente encontrar información imprecisa en internet).

Imagen de previsualización de YouTube
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