Un equipo de investigadores del KTH Royal Institute of Technology en Estocolmo (Suecia) ha producido el biomaterial más potente hasta la fecha. Con fibras de celulosa artificiales, pero biodegradables, este material es más fuertes que el acero e incluso más que la seda de araña dragalina, que ostentaba hasta ahora el primer puesto.
El material ultra resistente está hecho de nanofibras de celulosa (CNF), los bloques de construcción esenciales de la madera y otras plantas. Usando un nuevo método de producción, los investigadores han transferido con éxito las propiedades mecánicas únicas de estas nanofibras a un material macroscópico y liviano que podría usarse como una alternativa ecológica para el plástico en aviones, automóviles, muebles y otros productos. Los investigadores afirman incluso que tiene potencial para la biomedicina, ya que la celulosa no es rechazada por el cuerpo. El trabajo se publica en la revista ACS Nano de la American Chemical Society.
A través de un proceso llamado enfoque hidrodinámico, se alinearon nanofibras de 2 a 5 nanómetros (millonésima de milímetro) de diámetro y hasta 700 nanómetros de largo, en la dirección correcta, ensamblándose y formando un hilo apretado unido por fuerzas supramoleculares entre las nanofibras, como electrostáticas y de Van der Waals. Con los brillantes rayos X de PETRA III, los científicos pudieron seguir y optimizar el proceso.
Las mediciones mostraron una rigidez a la tracción de 86 gigapascales (GPa) para el material y una resistencia a la tracción de 1,57 Gpa: más resistente que el acero y cualquier otro metal o aleación, así como las fibras de vidrio y la mayoría de los otros materiales sintéticos. El estudio abre el camino para el desarrollo de material de nanofibras que se puede utilizar para estructuras más grandes al tiempo que retiene la resistencia a la tracción de las nanofibras y la capacidad de soportar cargas mecánicas.
El año pasado, científicos de Estados Unidos y China dieron a conocer un compuesto ligero con alta resistencia, conductividad eléctrica y baja conductividad térmica, a partir de la unión de varias capas de grafeno y de una cerámica llamada óxido de alumino. El material no solo es resistente, ultraligero y dúctil, sino que también es eléctricamente conductor y térmicamente aislante. Según el estudio, que fue publicado en agosto en la revista Advanced Materials, los investigadores neutralizaron con grafeno las desventajas que muestra la cerámica de óxido de aluminio.