Si el hombre de plástico, Elastigirl o Mr.Fantástico alguna vez se encuentran con Magneto, es mejor que esperen que la figura icónica de X-Men no haya leído las últimas investigaciones de Christian Binek.

El físico de la Universidad de Nebraska-Lincoln ha descubierto que, bajo ciertas condiciones, las propiedades magnéticas de un material pueden predecir la relación entre su elasticidad y temperatura.

Su hallazgo puede señalar el camino hacia el control de la elasticidad de ciertos materiales diseñando sus propiedades magnéticas o aplicándoles un campo magnético. Dada la facilidad con la que ahora se pueden manipular los campos magnéticos, Binek dijo:eso eventualmente podría significar adaptar la elasticidad con solo presionar un botón o girar una perilla.

Mientras tanto, saber que el magnetismo por sí solo puede predecir cómo responderá la elasticidad, o no responderá, a los cambios de temperatura podría ayudar a los ingenieros a seleccionar o diseñar mejor los materiales para fines específicos.

Binek citó la desintegración en 1986 del transbordador espacial Challenger como un ejemplo destacado de la importancia de la elasticidad en el diseño de ingeniería. El endurecimiento y la falla de una junta tórica elástica en el cohete propulsor del Challenger, una consecuencia de las bajas temperaturas, finalmente causaron que el transbordador se rompiera. matando a sus siete miembros de la tripulación.

"Para que pueda encontrar materiales que no cambien las propiedades elásticas con la temperatura, "dijo Binek, profesor de física y astronomía. "Puede encontrar materiales que cambien con la temperatura a voluntad. Y puede encontrar materiales donde pueda, a una temperatura determinada, cambiar las propiedades elásticas mediante un control externo ".

Dúo termodinámico

Las leyes de la termodinámica describen las relaciones entre muchos factores:temperatura, entropía volumen, presión - que afectan la forma en que el calor se convierte en otras formas de energía. Y se sabe desde hace mucho tiempo que estas leyes abarcan las propiedades del magnetismo y la elasticidad.

Pero al derivar una nueva fórmula de las existentes, Binek logró demostrar que la relación elasticidad-temperatura está básicamente codificada en el magnetismo de un material.

La fórmula de Binek tiene limitaciones. Por ahora, se aplica solo si el comportamiento magnético de un material cambia linealmente con el campo magnético que se le aplica. Igualmente, la elasticidad del material debe ser lineal, lo que significa que la cantidad de tensión que exhibe tiene que ser constantemente proporcional a la cantidad de tensión física que se ejerce sobre ella.

Aún así, la fórmula se aplica a materiales que presentan diversas formas de magnetismo. Eso incluye la forma que se encuentra técnicamente en cada material:diamagnetismo, que describe una tendencia a repeler los campos magnéticos tan débilmente que pasa desapercibida sin instrumentos especializados.

Los materiales superconductores, aquellos que no presentan resistencia a la electricidad, muestran una forma pronunciada de diamagnetismo por debajo de una temperatura crítica. momento en el que comienzan a repeler completamente los campos magnéticos. Por debajo de ese umbral de temperatura, Binek encontró algo notable:la elasticidad de los superconductores ya no responde a los cambios de temperatura. Ese fenómeno se mantuvo cuando realizó cálculos para superconductores cerámicos y monocristalinos, que tienen superficies microscópicas y estructuras atómicas sustancialmente diferentes.

"Mi expresión (matemática) no afirma nada sobre el material, "Dijo Binek." Es muy general. Solo dice:si la susceptibilidad (al magnetismo) es constante, entonces la propiedad elástica debe ser constante. Si es así, nada más (sobre el superconductor) debería importar, que es honestamente un poco difícil de creer.

"Te preguntas:¿Cómo es posible que algo como una propiedad elástica, que seguramente depende de los detalles estructurales, ser independiente de todo lo relacionado con la estructura? Pero luego vas a la literatura (científica), aplica tu fórmula, y encuentras eso, sí, es correcto."

La fórmula elástico-magnética también se aplica a materiales para los que los campos magnéticos inducen una atracción débil conocida como paramagnetismo. Y los materiales ferromagnéticos, aquellos fuertemente atraídos por los campos magnéticos y generalmente sinónimos del término "magnéticos", obedecen la fórmula de Binek por encima de un cierto umbral de temperatura que los hace comportarse más como sus primos paramagnéticos.

Binek dijo que la fórmula incluso podría funcionar para materiales ferroeléctricos, cuya alineación de cargas positivas y negativas, o polarización, puede ser revertido por un campo eléctrico. La ferroelectricidad facilita el almacenamiento de energía eléctrica, haciéndolo útil en dispositivos que van desde condensadores hasta memoria de acceso aleatorio.

"En lugar de ajustar las propiedades elásticas mediante un campo magnético, es posible que pueda sintonizarlos mediante campos eléctricos, ", dijo." Tecnológicamente, eso podría ser aún más interesante.

"Ciertamente, hay muchas aplicaciones en las que uno podría pensar, y creo que muchos de ellos pueden resultar útiles. Espero que este no sea el final de la historia sino más bien el comienzo ".