Con unas pocas palabras en un correo electrónico, un científico capturó la emoción del momento en que hizo un descubrimiento.
“Echa un vistazo al material más ligero del mundo: ¡0,85 mg/cc!” escribió el científico Toby Schaedler a sus compañeros de equipo en el Laboratorios HRL de Malibú, California. “Está aguantando bien, incluso después de que lo presioné un poco”.
Seis meses después, HRL anuncia el descubrimiento de la sustancia sólida más ligera en un estudio publicado en el revista Ciencia de noviembre
“Hace aproximadamente un año, buscábamos crear una ventaja competitiva para los propietarios. Motores generales y Boeing ”, dijo el físico Bill Carter a CNN. “(La gerente de proyecto, Leslie Momoda) lanzó este desafío: si la eficiencia del combustible va a ser todo en el futuro, ¿hay algo que podamos hacer que sea realmente nuevo en el área de materiales livianos?”
El resultado fue la microred metálica (microred metálica): una red de diminutos tubos huecos interconectados en una malla entrecruzada o patrón de red, como una tela.
¿Qué es exactamente este material?
Para empezar, es 99,99% aire. El resto está compuesto principalmente por aleaciones de níquel. Su peso es 100 veces más ligero que el de la espuma de poliestireno. Se puede colocar encima de un diente de león sin aplastarlo. Además, el material es muy, muy delgado. —hecho de diminutos tubos huecos interconectados—, tan pequeño que las paredes de los tubos tienen solo unos cientos de átomos de espesor: 1.000 veces más delgadas que un cabello humano.
¿Qué estás haciendo?
La micro-red metálica absorbe energía. Cuando se comprime, vuelve a su forma original, dicen sus inventores. Desarrollado para la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de EE. UU. (DARPA), el material podría usarse algún día para fabricar electrodos de batería, según HRL. La sustancia podría conducir al desarrollo de carrocerías de automóviles, fuselajes de aviones o incluso chalecos antibalas para las tropas más fuertes y livianos, dijo Carter.
¿Qué lo hace tan fuerte?
Gran parte del rendimiento de la microretícula metálica se debe a su diseño. Como la Torre Eiffel y el puente Golden Gate, pero en una escala mucho más pequeña, los arcos dan mucha fuerza por su relativa ligereza, dijo Carter.
¿Quien lo hizo?
HRL tiene un reconocido legado histórico. La empresa, que pertenecía al enigmático millonario Howard Hughes, creó el primer láser del mundo hace 50 años. También inventó un semiconductor que fue la base de todos los circuitos integrados modernos.
Momoda le pidió a su equipo que creara un material que mejorará la eficiencia del combustible en aviones o vehículos.
“Si haces un coche más ligero, la gente percibe una pérdida de seguridad”, dijo. “Nuestro trabajo es tratar de averiguar cómo hacerlo ligero —o restar masa— pero preservar la función (de seguridad)”.
¿Cómo lo hacen?
Después de que HRL inventara el microentramado, colaboró con el Instituto de Tecnología de California y con el Universidad de California en Irvine para obtener más información sobre las propiedades mecánicas de la microred y la aleación de níquel.
Primero, los científicos usan luz ultravioleta para cultivar una pequeña plantilla de fibras de polímero: la luz se refleja a través de una pequeña capa perforada en un depósito de resina, que se cura bajo los rayos de luz creados por los agujeros en la máscara. La fibra de polímero microscópica se forma a lo largo de cada uno de los diminutos haces de luz, que han sido diseñados para interconectarse y formar un patrón de celosía.
La resina restante se desprende, dejando una plantilla de polímero. Luego, los científicos cubren la plantilla con una capa de níquel y el polímero se disuelve, dejando solo la microred de níquel.
¿Qué sustancia solía ser el material sólido más liviano?
Si la afirmación de HRL Laboratories es correcta, rompería el récord de densidad de bajo peso establecido por una sustancia llamada aerogel, creada por la NASA, que fue catalogada por Guinness World Records como el sólido más liviano, con 3 miligramos por centímetro cúbico. La sustancia HRL es de 0,85 miligramos por centímetro cúbico. Aerogel fue inventado para su uso en naves espaciales polvo de estrellas de la NASA, que capturó las partículas de un cometa en 2004.
¿Cómo nacen estos descubrimientos?
En muchos casos, dijo Momoda, el simple contacto cara a cara y las conversaciones en los pasillos alimentan la creatividad. Todo se reduce a tres palabras: “¿Y si…?”
“Un científico podría tropezar con otro en una habitación”, dijo. “Y él podría decir: ‘Oye, no sé nada al respecto, pero tú sí, ¿y qué si…?” A veces pueden pasar muchas cosas realmente geniales cuando haces eso”.
