Diseñar un metal muy resistente es una cosa. Permitir que se deforme sin romperse es otra. Investigadores de la Universidad Purdue han logrado acercar estas dos cualidades en un material a base de cobalto y aluminio, hasta diez veces más resistente que algunos aceros de construcción.
El compuesto estudiado, llamado CoAl, pertenece a la familia de los intermetálicos. Sus átomos están dispuestos en una estructura muy ordenada, lo que le confiere una gran resistencia y un buen comportamiento a altas temperaturas. Sin embargo, esta organización también lo hace frágil: bajo una fuerte tensión, puede romperse antes de deformarse.
Fundición - Imagen Wikimedia
Esta debilidad limita su uso en piezas sometidas a condiciones extremas, como las turbinas de avión. Estos componentes deben soportar calor, vibraciones y fuerzas considerables durante largos períodos. Un material capaz de mantenerse sólido mientras absorbe parte de los impactos sería de gran interés.
Para lograrlo, el equipo no buscó eliminar todos los defectos del material. Por el contrario, introdujeron deliberadamente dislocaciones, pequeñas irregularidades en el apilamiento de los átomos. En un metal, estas permiten que las capas atómicas se deslicen unas sobre otras en lugar de provocar una rotura brusca.
Los investigadores también crearon interfaces amorfas muy finas, es decir, zonas donde los átomos ya no siguen el orden cristalino habitual. Bajo el efecto de la compresión, estos límites se vuelven activos y favorecen la aparición de nuevas dislocaciones. El material encuentra así más formas de deformarse.
Las pruebas revelaron un límite elástico superior a 6 GPa, frente a aproximadamente 0.6 a 1 GPa para aceros estructurales muy resistentes. Al mismo tiempo, el nanolaminado soportó más del 15 % de deformación plástica en compresión a temperatura ambiente, sin rotura inmediata.
El material actual es una estructura en capas nanométricas obtenida por deposición en fase de vapor, y no una pieza maciza lista para ser industrializada. El paso a una producción más grande constituye ahora uno de los principales objetivos.
Sin embargo, el interés del estudio va más allá del solo cobalto-aluminio. Si este método funciona con otros intermetálicos, podría abrir un camino para diseñar materiales mejor adaptados a la aeronáutica, la energía o la exploración espacial, allí donde los metales clásicos alcanzan sus límites.