¡Sigue el teléfono rebotante irrompible! Un equipo de Polytechnique Montréal demostró recientemente que un tejido diseñado con fabricación aditiva absorbe hasta el 96% de la energía del impacto, todo sin romperse. Informes celulares Ciencias físicas La revista publicó recientemente un artículo con detalles sobre esta innovación, que allana el camino para la creación de revestimientos plásticos irrompibles.

El concepto y la investigación que lo acompaña revelados en el artículo son relativamente simples. Los profesores Frédérick Gosselin y Daniel Therriault del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Polytechnique Montréal, junto con el estudiante de doctorado Shibo Zou, Quería demostrar cómo se podían incorporar correas de plástico en un panel de vidrio para evitar que se rompa con el impacto.

Parece un concepto bastante simple, pero una reflexión más profunda revela que no hay nada simple en esta red de plástico.

El diseño de los investigadores se inspiró en las telarañas y sus increíbles propiedades. "Una telaraña puede resistir el impacto de un insecto que choca con ella, debido a su capacidad de deformarse mediante enlaces de sacrificio a nivel molecular, dentro de las propias proteínas de la seda, "Explica el profesor Gosselin." Esta propiedad nos inspiró en nuestro enfoque ".

Biomimetismo mediante impresión 3D

Los investigadores utilizaron policarbonato para lograr sus resultados; cuando se calienta, el policarbonato se vuelve viscoso como la miel. Usando una impresora 3-D, El equipo del profesor Gosselin aprovechó esta propiedad para "tejer" una serie de fibras de menos de 2 mm de espesor, luego repitió el proceso imprimiendo una nueva serie de fibras perpendicularmente, moviéndose rápido, antes de que toda la red se solidificara.

Resulta que la magia está en el proceso mismo, ahí es donde el producto final adquiere sus propiedades clave.

A medida que la impresora 3D lo extruye lentamente para formar una fibra, el plástico fundido crea círculos que finalmente forman una serie de bucles. "Una vez endurecido, estos bucles se convierten en enlaces de sacrificio que dan a la fibra una resistencia adicional. Cuando ocurre el impacto, esos enlaces de sacrificio absorben energía y se rompen para mantener la integridad general de la fibra, similar a las proteínas de la seda, "explica el investigador Gosselin.

En un artículo publicado en 2015, El equipo del profesor Gosselin demostró los principios detrás de la fabricación de estas fibras. Lo último Informes celulares Ciencias físicas El artículo revela cómo se comportan estas fibras cuando se entrelazan para tomar la forma de una red.

El autor principal del estudio, Shibo Zou, aprovechó la oportunidad para ilustrar cómo podría comportarse una red de este tipo cuando se encuentra dentro de una pantalla protectora. Después de incrustar una serie de bandas en placas de resina transparente, realizó pruebas de impacto. ¿El resultado? Las obleas de plástico dispersaron hasta el 96% de la energía del impacto sin romperse. En lugar de agrietarse, se deforman en ciertos lugares, preservando la integridad general de las obleas.

Según el profesor Gosselin, esta innovación inspirada en la naturaleza podría conducir a la fabricación de un nuevo tipo de vidrio a prueba de balas, o conducir a la producción de pantallas protectoras de plástico para teléfonos inteligentes más duraderas. "También podría utilizarse en aeronáutica como revestimiento protector para motores de aeronaves, ", señala el profesor Gosselin. Mientras tanto, Ciertamente, tiene la intención de explorar las posibilidades que este enfoque le puede abrir.