MADRID, 26 Feb. (EUROPA PRESS) -
Inspirados por la esponja de aguas profundas, ingenieros de la Universidad RMIT han desarrollado un material con notable resistencia a la compresión para mejorar diseños arquitectónicos y de productos.
El diseño de doble red se inspiró en el intrincado esqueleto de una esponja de aguas profundas conocida como cesta de flores de Venus, que vive en el Océano Pacífico.
El autor principal del último estudio de RMIT sobre la estructura, el Dr. Jiaming Ma, dijo que las pruebas y la optimización exhaustivas revelaron la impresionante combinación de rigidez y resistencia del patrón, combinada con una capacidad de contraerse cuando se comprime.
Es este último aspecto, conocido como comportamiento auxético, el que abre toda una gama de posibilidades para aplicar el diseño en la ingeniería estructural y otras aplicaciones.
"Mientras que la mayoría de los materiales se vuelven más delgados cuando se estiran o más gruesos cuando se aplastan, como el caucho, los auxéticos hacen lo contrario", dijo Ma. "Los auxéticos pueden absorber y distribuir la energía del impacto de manera efectiva, lo que los hace extremadamente útiles".
Los materiales auxéticos naturales incluyen tendones y piel de gato, mientras que los sintéticos se utilizan para fabricar stents cardíacos y vasculares que se expanden y contraen según sea necesario.
Pero aunque los materiales auxéticos tienen propiedades útiles, su baja rigidez y su limitada capacidad de absorción de energía limitan sus aplicaciones. El diseño de doble red inspirado en la naturaleza del equipo es significativo porque supera estos inconvenientes principales.
"Cada red por sí sola tiene un comportamiento de deformación tradicional, pero si las combinas como lo hace la naturaleza en la esponja de aguas profundas, entonces se regula a sí misma y mantiene su forma y supera a materiales similares por un margen bastante significativo", dijo Ma.
TRECE VECES MÁS RÍGIDO QUE LOS MATERIALES ANÁLOGOS DISPONIBLES
Los resultados publicados en la revista Composite Structures muestran que, con la misma cantidad de uso de material, la red es 13 veces más rígida que los materiales auxéticos existentes, que se basan en diseños de panal reentrante.
También puede absorber un 10% más de energía mientras mantiene su comportamiento auxético con un rango de deformación un 60% mayor en comparación con los diseños existentes.
El Dr. Ngoc San Ha dijo que la combinación única de estas propiedades abre varias aplicaciones interesantes para su nuevo material. "Esta red auxética bioinspirada proporciona la base más sólida hasta ahora para que desarrollemos edificios sostenibles de próxima generación", dijo.
"Nuestro metamaterial auxético con alta rigidez y absorción de energía podría ofrecer beneficios significativos en múltiples sectores, desde materiales de construcción hasta equipos de protección y equipamiento deportivo o aplicaciones médicas", dijo.
La estructura de red bioinspirada podría funcionar como un marco de construcción de acero, por ejemplo, permitiendo que se use menos acero y hormigón para lograr resultados similares a los de un marco tradicional.
La estructura también podría formar la base de equipos de protección deportivos livianos, chalecos antibalas o implantes médicos.