Investigadores de UT Dallas han creado nuevas estructuras que explotan las propiedades electromecánicas de nanofibras específicas para estirarse hasta siete veces su longitud. sin dejar de ser más resistente que el Kevlar.

Estas estructuras absorben hasta 98 ​​julios por gramo. Kevlar, se utiliza a menudo para fabricar chalecos antibalas, puede absorber hasta 80 julios por gramo. Los investigadores esperan que las estructuras algún día formen material que pueda reforzarse a sí mismo en puntos de alto estrés y podría potencialmente usarse en aviones militares u otras aplicaciones de defensa.

En un estudio publicado por Materiales e interfaces aplicados de ACS , una revista de la American Chemical Society, los investigadores retorcieron nanofibras en hilos y bobinas. La electricidad generada al estirar la nanofibra retorcida formó una atracción 10 veces más fuerte que un enlace de hidrógeno, que se considera una de las fuerzas más fuertes formadas entre moléculas.

Los investigadores intentaron imitar su trabajo anterior sobre la acción piezoeléctrica (cómo la presión forma cargas eléctricas) de las fibras de colágeno que se encuentran dentro del hueso con la esperanza de crear materiales de alto rendimiento que puedan reforzarse a sí mismos. dijo el Dr. Majid Minary, profesor asistente de ingeniería mecánica en la Escuela de Ingeniería y Ciencias de la Computación Erik Jonsson de la Universidad y autor principal del estudio.

"Reproducimos este proceso en nanofibras manipulando la creación de cargas eléctricas para dar como resultado un peso ligero, flexible, pero material fuerte, "dijo Minary, quien también es miembro del Alan G. MacDiarmid NanoTech Institute. "Nuestro país necesita este tipo de materiales a gran escala para aplicaciones industriales y de defensa".

Para su experimento, Los investigadores primero hilaron nanofibras a partir de un material conocido como fluoruro de polivinilideno (PVDF) y su copolímero, trifluoroetileno de fluoruro de polivinvilideno (PVDF-TrFE).

Luego, los investigadores retorcieron las fibras en hilos, y luego continuó torciendo el material en bobinas.

"Está literalmente retorciéndose, el mismo proceso básico utilizado en la fabricación de cables convencionales, "Dijo Minary.

Luego, los investigadores midieron las propiedades mecánicas del hilo y las bobinas, como cuánto se puede estirar y cuánta energía puede absorber antes de fallar.

"Nuestro experimento es una prueba del concepto de que nuestras estructuras pueden absorber más energía antes de fallar que los materiales utilizados convencionalmente en armaduras antibalas, "Minary dijo." Creemos, modelado a partir del hueso humano, que esta flexibilidad y fuerza proviene de la electricidad que se produce cuando estas nanofibras se retuercen ".

El siguiente paso en la investigación es hacer estructuras más grandes a partir de hilos y bobinas, Minary dijo.