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03 Febrero 2016
del Sitio Web
Phys 03 Febrero 2016 del Sitio Web BitNavegante
Los puntales y tiradores son de 0,2 micras (µm) de diámetro. El tamaño total de la red es de aproximadamente 10 µm. Crédito: J. Bauer / KIT
Una red 3D con puntales y tiradores de carbón vítreo de menos de 200 nanómetros de diámetro con una fortaleza específica
mayor que la mayoría de los
sólidos.
Sus puntales y tiradores están hechos de carbono vítreo con menos de 1 µm de largo y 200 nm. de diámetro. Son los metamateriales comparablemente más pequeños por un factor de 5.
Tan pequeña dimensión da lugar a proporciones hasta ahora no alcanzados entre fuerza y densidad.
Hacen posible aplicaciones como electrodos, filtros o componentes ópticos.
Los metamateriales son materiales con estructuras previstas a escala micrométrica, fabricados específicamente para poseer propiedades mecánicas u ópticas que no pueden ser alcanzados por los sólidos no estructurados.
Ejemplos de ello son las capas de
invisibilidad que guían la luz, el sonido o calor alrededor de los
objetos, son materiales que, contraintuitivamente, reaccionan a la
presión y la fuerza (materiales
augéticos) o nanomateriales ligeros de alta estabilidad
específica (fuerza por unidad de superficie y densidad).
La deseada estructura a escala micrométrica se endurece en una resina fotosensible por rayos láser y controlada por ordenador. Sin embargo, la resolución de este proceso está limitada a unas cinco a diez µm de longitud y una de diámetro.
En una etapa posterior, la estructura se encogió y vitrificó por pirólisis. Esto representa la primera vez que la pirólisis se ha utilizado para la fabricación de redes microestructuradas.
El objeto se expone a temperaturas de unos 900°C en un horno de vacío. Esto hace que los enlaces químicos se reorienten a sí mismos. Excepto el carbono, todos los elementos oponen resistencia.
El carbono desordenado se mantiene en la estructura reticular encogido en forma de carbón vítreo.
Las estructuras resultantes fueron testeadas para una estabilidad bajo presión.
Hasta finales del año pasado, Kraft
dirigió el Institute for Applied Materials de KIT. Este año,
se hizo cargo del vicerrectorado de Investigación en KIT .
Estos materiales de poros abiertos se pueden usar como filtros en la industria química. Los metamateriales también tienen propiedades ópticas extraordinarias que se aplican en las telecomunicaciones.
El carbón vítreo es un material de alta tecnología hecho de carbono puro.
Combina las propiedades vítreas y
cerámicas con propiedades de grafito, y resulta de interés para su
uso en electrodos de baterías o sistemas de electrólisis.
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