La fusión es el proceso que impulsa al sol, aprovecharlo en la Tierra proporcionaría energía limpia ilimitada. Sin embargo, Los investigadores dicen que la construcción de una planta de energía de fusión ha demostrado ser una tarea abrumadora, en gran parte porque no ha habido materiales que pudieran sobrevivir a las agotadoras condiciones que se encuentran en el núcleo de un reactor de fusión. Ahora, Los investigadores de la Universidad de Texas A&M han descubierto una forma de fabricar materiales que pueden ser adecuados para su uso en futuros reactores de fusión.

El sol produce energía fusionando átomos de hidrógeno, cada uno con un protón, en átomos de helio, que contienen dos protones. El helio es el subproducto de esta reacción. Aunque no amenaza el medio ambiente, causa estragos en los materiales necesarios para hacer un reactor de fusión.

"El helio es un elemento que no solemos considerar dañino, "dijo el Dr. Michael Demkowicz, profesor asociado del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales. "No es tóxico ni un gas de efecto invernadero, que es una de las razones por las que la energía de fusión es tan atractiva ".

Sin embargo, si fuerza el helio dentro de un material sólido, burbujea, al igual que las burbujas de dióxido de carbono en el agua carbonatada.

"Literalmente, Obtienes estas burbujas de helio dentro del metal que permanecen allí para siempre porque el metal es sólido, ", Dijo Demkowicz." A medida que acumula más y más helio, las burbujas comienzan a unirse y destruyen todo el material ".

Trabajando con un equipo de investigadores en el Laboratorio Nacional de Los Alamos en Nuevo México, Demkowicz investigó cómo se comporta el helio en sólidos nanocompuestos, Materiales hechos de pilas de capas gruesas de metal. Sus hallazgos, publicado recientemente en Avances de la ciencia , fueron una sorpresa. En lugar de hacer burbujas, el helio en estos materiales formaba canales largos, asemejándose a las venas de los tejidos vivos.

"Quedamos impresionados con lo que vimos, ", Dijo Demkowicz." A medida que se pone más y más helio dentro de estos nanocompuestos, en lugar de destruir el material, las venas comienzan a interconectarse, resultando en una especie de sistema vascular ".

Este descubrimiento allana el camino hacia los materiales resistentes al helio necesarios para hacer realidad la energía de fusión. Demkowicz y sus colaboradores creen que el helio puede moverse a través de las redes de venas que se forman en sus nanocompuestos, eventualmente saliendo del material sin causar ningún daño adicional.

Demkowicz colaboró ​​con Di Chen, Nan Li, Kevin Baldwin y Yongqiang Wang del Laboratorio Nacional de Los Alamos, así como la exalumna Dina Yuryev del Instituto Tecnológico de Massachusetts. El proyecto fue apoyado por el programa de Investigación y Desarrollo Dirigido por Laboratorio en el Laboratorio Nacional de Los Alamos.

"Las aplicaciones a los reactores de fusión son solo la punta del iceberg, ", Dijo Demkowicz." Creo que el panorama más amplio aquí está en los sólidos vascularizados, los que son como tejidos con redes vasculares. ¿Qué más podría transportarse a través de tales redes? Quizás calor o electricidad o incluso productos químicos que podrían ayudar a que el material se autorecupere ".