Investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) en Australia estaban realizando una investigación relacionada con las baterías cuando descubrieron accidentalmente que un material compuesto con el que estaban trabajando tenía una capacidad fenomenal para resistir el calor. El material compuesto no cambió en absoluto de volumen a temperaturas que oscilan entre 4 y 1400 Kelvin (-269 a 1126°C, -452 a 2059°F). Es muy posible que sea el material más estable térmicamente del mundo.
Este maravilloso material no suda ni a temperaturas muy superiores al punto de ebullición de algunos metales
En física elemental, se nos dijo que a medida que aumenta la temperatura de un material, también lo hace su volumen. Este fenómeno se conoce como expansión térmica. Esta expansión o contracción térmica es proporcional al cambio de temperatura y es mitigada por los coeficientes de expansión térmica típicos de cada material. Por ejemplo, con el mismo aumento de temperatura, el aluminio se expande más que el cobre, que a su vez se expande más que el oro, que se expande más que el hierro, etc. En respuesta a la temperatura, es normal que el material también sufra alteraciones en otras propiedades, como resistencia, tenacidad o elasticidad.
Sin embargo, algunos materiales son térmicamente estables, lo que significa que pueden conservar sus propiedades a las temperaturas requeridas durante un tiempo de servicio prolongado. La estabilidad térmica extendida a alta temperatura es particularmente deseable en las industrias automotriz, marina y aeroespacial.
Uno de los materiales térmicamente estables más prometedores del mundo fue informado recientemente por un equipo de investigadores dirigido por el profesor Neeraj Sharma de la Universidad de Nueva Gales del Sur. Usando instrumentos de última generación como el Sincrotrón de Australia y el Centro Australiano de Dispersión de Neutrones de la Organización Australiana de Ciencia y Tecnología Nuclear, los investigadores demostraron que un material de expansión térmica cero hecho de escandio, aluminio, tungsteno y oxígeno no cambiaba en volumen incluso cuando se calentó a casi 1.400°C.
Al escribir en la revista Chemistry of Materials, los autores informaron solo cambios mínimos en los enlaces y rotaciones de las disposiciones de los átomos en la estructura de Sc1.5 Al0.5W3O12. El material se sintetiza fácilmente y la alta disponibilidad de alúmina y óxido de tungsteno puede permitir la fabricación a gran escala para su uso en instrumentos mecánicos de alta precisión, mecanismos de control, componentes aeroespaciales e implantes médicos. Sorprendentemente, las propiedades del material compuesto se descubrieron por accidente, mientras los investigadores estaban ocupados con otros trabajos.
“Estábamos realizando experimentos con estos materiales en asociación con nuestra investigación basada en baterías, para propósitos no relacionados, y fortuitamente encontramos esta propiedad singular de esta composición en particular”, dijo Sharma en un comunicado.
A continuación, Sharma y sus colegas planean analizar la contribución individual de cada ingrediente en el material compuesto.
“Qué parte está actuando a qué temperatura, bueno, esa es la siguiente pregunta”, dice Sharma, quien agrega, “el escandio es más raro y más costoso, pero estamos experimentando con otros elementos que podrían ser sustituidos y la estabilidad retenida”.
Fuente: ZME Science.
