Nuevo material

Por Laboratorio de Investigación del Ejército de EE. UU. 16 de septiembre de 2019

Redondas, suaves e iridiscentes, las perlas se encuentran entre las joyas más exquisitas del mundo; ahora, estas gemas están inspirando un proyecto de investigación del Ejército de EE. UU. para mejorar la armadura militar.

By mimicking the outer coating of pearls (nacre, or as it's more commonly known, mother of pearl), researchers at University at BuffaloFounded in 1846, the State University of New York at Buffalo is the largest campus in the State University of New York system and New York's leading public center for graduate and professional education. It is a public research university with campuses in Buffalo and Amherst, New York, United States. It is commonly referred to as the University at Buffalo (UB) or SUNY Buffalo, and was formerly known as the University of Buffalo." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">La Universidad de Buffalo, financiada por la Oficina de Investigación del Ejército (ARO), creó un plástico liviano que es 14 veces más fuerte y ocho veces más liviano (menos denso) que el acero e ideal para absorber el impacto de balas y otros proyectiles.

ARO es un elemento del Laboratorio de Investigación del Ejército del Comando de Desarrollo de Capacidades de Combate del Ejército de EE. UU.

Los últimos hallazgos de la investigación se publican en la revista ACS Applied Polymer Materials, y la investigación anterior se publicó en The Journal of Physical Chemistry Letters.

"El material es rígido, fuerte y resistente", dijo el Dr. Shenqiang Ren, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial, miembro del Instituto RENEW de la Universidad de Buffalo y autor principal del artículo. "Podría ser aplicable a chalecos, cascos y otros tipos de chalecos antibalas, así como armaduras protectoras para barcos, helicópteros y otros vehículos".

La mayor parte del material es una versión mejorada de polietileno (el plástico más común) llamado polietileno de ultra alto peso molecular, o UHMWPE, que se utiliza para fabricar productos como caderas artificiales y púas de guitarra.

Un nuevo plástico liviano que es 14 veces más fuerte y ocho veces más liviano (menos denso) que el acero puede conducir a la próxima generación de armaduras militares. Crédito: Universidad de Buffalo

Al diseñar el UHMWPE, los investigadores estudiaron la madreperla, que los moluscos crean al disponer una forma de carbonato de calcio en una estructura que se asemeja a ladrillos entrelazados. Al igual que la madreperla, los investigadores diseñaron el material para tener una capa exterior extremadamente resistente con un respaldo interior más flexible que es capaz de deformar y absorber proyectiles.

"El trabajo del profesor Ren en el diseño de UHMWPE para mejorar drásticamente la resistencia al impacto puede conducir a nuevas generaciones de armaduras livianas que brinden protección y movilidad a los soldados", dijo el Dr. Evan Runnerstrom, gerente de programa, diseño de materiales, ARO. "A diferencia de las armaduras de acero o cerámica, el UHMWPE también podría ser más fácil de fundir o moldear en formas complejas, brindando una protección versátil para los soldados, vehículos y otros activos del Ejército".

"El material es rígido, fuerte y duro. Podría aplicarse a chalecos, cascos y otros tipos de chalecos antibalas, así como armaduras protectoras para barcos, helicópteros y otros vehículos". — Dra. Shenqiang Ren

Esto es lo que se conoce como armadura blanda, en la que los materiales suaves pero estrechamente tejidos crean lo que es esencialmente una red muy fuerte capaz de detener las balas. KEVLAR es un ejemplo bien conocido.

El material que desarrolló el equipo de investigación también tiene una alta conductividad térmica. Esta capacidad de disipar rápidamente el calor lo ayuda aún más a absorber la energía de las balas y otros proyectiles.

El equipo siguió experimentando con el UHMWPE mediante la adición de nanopartículas de sílice y descubrió que pequeños fragmentos de la sustancia química podrían mejorar las propiedades del material y, potencialmente, crear una armadura más fuerte.

"Este trabajo demuestra que los enfoques de diseño de materiales correctos tienen el potencial de tener un gran impacto en las tecnologías del Ejército", dijo Runnerstrom.

Referencias: