Dos aleaciones experimentales basadas en niobio y titanio han demostrado algo que desaf\u00eda el comportamiento habitual de muchos metales: conservar una notable resistencia a las grietas incluso a 20 kelvin, unos -253 \u00b0C. A esas temperaturas, cercanas a las condiciones necesarias para manejar hidr\u00f3geno l\u00edquido y presentes en algunos entornos espaciales, numerosos materiales pueden volverse peligrosamente fr\u00e1giles.<\/p>\n
El hallazgo no consiste simplemente en haber encontrado un metal que aguanta el fr\u00edo. Los investigadores identificaron un mecanismo microsc\u00f3pico mediante el cual estas aleaciones reorganizan su estructura interna y crean nuevas v\u00edas para deformarse sin romperse. El trabajo, dirigido por cient\u00edficos de la Universidad de California en Berkeley, el Lawrence Berkeley National Laboratory y la Universidad de Oxford, fue publicado en Nature<\/em>.<\/p>\n Cuando muchos metales se enfr\u00edan aumentan su resistencia, pero esa ventaja puede venir acompa\u00f1ada de un problema grave: pierden ductilidad. En materiales con estructura cristalina c\u00fabica centrada en el cuerpo, como el hierro, el tungsteno o el cromo, las dislocaciones que normalmente permiten al metal deformarse encuentran cada vez m\u00e1s dificultades para moverse a medida que baja la temperatura.<\/p>\n Eso significa que una peque\u00f1a grieta que a temperatura normal podr\u00eda disipar parte de su energ\u00eda mediante deformaci\u00f3n puede propagarse r\u00e1pidamente cuando el material est\u00e1 extremadamente fr\u00edo. En ingenier\u00eda criog\u00e9nica, aeroespacial y energ\u00e9tica, ese comportamiento constituye un riesgo fundamental.<\/p>\n Los cient\u00edficos estudiaron dos aleaciones experimentales basadas en niobio y titanio y no detectaron una transici\u00f3n mensurable hacia un comportamiento fr\u00e1gil ni siquiera a 20 kelvin. En lugar de depender \u00fanicamente del movimiento convencional de dislocaciones, los materiales activaron otros mecanismos internos.<\/p>\n Mediante microscop\u00eda electr\u00f3nica, an\u00e1lisis por sonda at\u00f3mica y modelizaci\u00f3n, el equipo observ\u00f3 un fen\u00f3meno conocido como maclado a escala nanom\u00e9trica. Peque\u00f1as regiones del cristal adoptan orientaciones que funcionan como im\u00e1genes especulares entre s\u00ed. Al mismo tiempo ocurre una transformaci\u00f3n localizada de la estructura cristalina.<\/p>\n Cuando esas nuevas estructuras alcanzan los l\u00edmites entre cristales vecinos generan concentraciones de tensi\u00f3n capaces de producir nuevas dislocaciones. En t\u00e9rminos simples, cuando las rutas habituales que permiten al metal deformarse quedan pr\u00e1cticamente bloqueadas por el fr\u00edo, el propio material abre rutas nuevas.<\/p>\n Los experimentos se realizaron en el instrumento Engin-X de la fuente ISIS de neutrones y muones, en Oxfordshire. Las muestras fueron enfriadas con helio gaseoso hasta aproximadamente -253 \u00b0C y sometidas a tensi\u00f3n mientras un haz de neutrones permit\u00eda seguir los cambios internos del material.<\/p>\n Despu\u00e9s de las pruebas, los investigadores examinaron las zonas pr\u00f3ximas a las grietas con instrumentos capaces de estudiar la materia a escalas extremadamente peque\u00f1as. Esa combinaci\u00f3n permiti\u00f3 relacionar el comportamiento mec\u00e1nico observado con los cambios producidos dentro de la estructura cristalina.<\/p>\n El descubrimiento podr\u00eda ayudar a dise\u00f1ar materiales para sistemas que deben soportar temperaturas criog\u00e9nicas, incluidos componentes aeroespaciales, infraestructura energ\u00e9tica y tecnolog\u00edas relacionadas con el almacenamiento y transporte de combustibles extremadamente fr\u00edos.<\/p>\n Eso no significa que estas aleaciones est\u00e9n listas para utilizarse ma\u00f1ana en cohetes, dep\u00f3sitos de hidr\u00f3geno o estructuras espaciales. Se trata de materiales experimentales y los resultados describen pruebas de laboratorio. El valor inmediato del trabajo est\u00e1 en haber identificado un principio de dise\u00f1o: la capacidad de generar nuevas dislocaciones en las interfaces puede ser tan importante como permitir que se muevan las ya existentes.<\/p>\n La investigaci\u00f3n abre as\u00ed una v\u00eda diferente para pensar los metales destinados a ambientes extremos. En lugar de intentar \u00fanicamente preservar los mecanismos convencionales de deformaci\u00f3n, los futuros materiales podr\u00edan dise\u00f1arse para crear nuevas formas de absorber tensi\u00f3n precisamente cuando el fr\u00edo inutiliza las habituales.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Dos aleaciones experimentales basadas en niobio y titanio han demostrado algo que desaf\u00eda el comportamiento habitual de muchos metales: conservar una notable resistencia a las grietas incluso a 20 kelvin, unos -253 \u00b0C. 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LAS ALEACIONES CAMBIAN LAS REGLAS<\/strong><\/h2>\n
PROBADAS CON HELIO Y NEUTRONES<\/strong><\/h2>\n
UNA PISTA PARA LA ENERG\u00cdA Y EL ESPACIO<\/strong><\/h2>\n