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  • Los ingenieros desarrollan nanoespuma para una mejor armadura corporal, capas de protección para edificios

    De izquierda a derecha:sílice porosa, con un tamaño de poro promedio de unos pocos micrones visto en el de 5 micrones, Escala de 20 micrones y 50 micrones.

    (Phys.org) —Ingenieros de la Universidad de California, San Diego está desarrollando nanoespuma que podrían usarse para fabricar mejores armaduras corporales; prevenir lesiones cerebrales traumáticas y lesiones pulmonares relacionadas con explosiones en soldados; y proteger los edificios de impactos y explosiones. Es la primera vez que los investigadores están investigando el uso de nanoespuma para protección estructural.

    "Estamos desarrollando nanoespuma que ayudan a dispersar la fuerza de un impacto en un área más amplia, "dijo Yu Qiao, profesor de ingeniería estructural en la Escuela de Ingeniería Jacobs en UC San Diego. "Aparecerán menos rígidos, pero en realidad serán más resistentes que las espumas ordinarias".

    Los investigadores están en el primer año de un programa de tres años financiado por la Oficina de Investigación del Ejército. "Estamos obteniendo algunos resultados prometedores, "Dijo Qiao. Cang Zhao, un doctorado estudiante en el grupo de investigación de Qiao, presentará los resultados en la Research Expo el 18 de abril en el campus de UC San Diego.

    La plataforma de prueba de la pistola de gas utilizada para probar las nanoespuma.

    Las nanoespuma se componen de un panal, o poroso, estructura y son muy ligeros:los poros constituyen entre el 50 y el 80 por ciento de la estructura. Los investigadores han estado tratando de determinar el tamaño de poro óptimo para absorber la energía de los impactos. Han fabricado muestras con tamaños de poro que van desde los 10 nanómetros hasta los 10 micrones. Los resultados preliminares muestran que cuando el tamaño de los poros alcanza decenas de nanómetros, el material parece funcionar mejor. Esas muestras absorben energía de un impacto o explosión en un área más amplia, lo que hace que el material sea más resistente a impactos y explosiones. Por el contrario, en espumas ordinarias, la energía se absorbe en un área localizada, conduciendo a un fallo rápido. Este problema se denomina "localización de daños" y significa que las espumas ordinarias no funcionan bien para proteger contra impactos o explosiones.

    Los materiales se prueban en el laboratorio de Qiao en la Escuela Jacobs. Las muestras se colocan en un banco de pruebas accionado por una pistola de gas y se someten a impactos cada vez más fuertes. Luego, los investigadores colocan las muestras bajo un microscopio electrónico de barrido para examinar el daño. Utilizan un análisis de datos extenso para determinar cuánta energía absorbieron las nanoespuma durante las pruebas de impacto.

    Las muestras también se fabrican en el laboratorio de Qiao. Los investigadores primero mezclan dos materiales a nivel molecular, luego usan grabado ácido o combustión para eliminar uno de los dos materiales, creando canales vacíos a nanoescala en el proceso. En la actualidad, el material está curado en seco. Durante los próximos dos años, Los investigadores planean aplicar principios similares para fabricar y probar nanomateriales poliméricos y metálicos.

    "La gente ha estado buscando prevenir daños por impactos durante más de cien años, ", dijo Qiao." Espero que este concepto pueda proporcionar una nueva solución ".


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