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Carburo de silicio amorfo, diez veces superior al Kevlar

13.11.2023

Científicos de la Universidad Tecnológica de Delft han presentado un material innovador diez veces más resistente que el Kevlar. Este nuevo material, el carburo de silicio amorfo (a-SiC), tiene una resistencia comparable a la del grafeno y los diamantes.

El carburo de silicio amorfo es un material de próxima generación superior al Kevlar y promete revolucionar el campo de la defensa y la microelectrónica. Sus propiedades únicas, incluida su alta resistencia y aplicabilidad en una variedad de aplicaciones, lo convierten en un actor clave potencial en futuras tecnologías innovadoras.

Kevlar ha sido durante mucho tiempo el estándar en protección contra el desgaste y la abrasión, especialmente en chalecos antibalas y cascos. Una nueva sustancia, el carburo de silicio amorfo, promete revolucionar el concepto de protección y dar un nuevo impulso al desarrollo de la microelectrónica.

El profesor asociado Richard Norte, que dirigió el proyecto, explica que la naturaleza amorfa del material significa una distribución aleatoria de átomos, a diferencia de la estructura cristalina ordenada característica de los diamantes. Esta característica confiere al material no fragilidad, sino una resistencia única de 10 gigapascales (GPa).

El profesor utiliza una analogía: se necesitarían diez coches para romper una tira de cinta correspondiente a 10 hPa. Sin embargo, la durabilidad no es la única ventaja. El carburo de silicio amorfo es adecuado para crear microcircuitos sensibles debido a sus propiedades mecánicas.

Los investigadores utilizaron un nuevo método de prueba de chips para evaluar el potencial del a-SiC. Esta tecnología permite generar altas fuerzas de tracción al hacer crecer capas delgadas de carburo de silicio amorfo y suspenderlas.

El material desarrollado es fácilmente escalable, a diferencia del costoso grafeno y los diamantes. El carburo de silicio amorfo tiene aplicaciones potenciales en la investigación espacial, la secuenciación de ADN y la creación de microcircuitos y células solares sensibles.

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Energía del espacio para Starship 08.05.2024

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Contenido de alcohol de la cerveza caliente. 07.05.2024

La cerveza, como una de las bebidas alcohólicas más comunes, tiene su propio sabor único, que puede cambiar según la temperatura de consumo. Un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de científicos ha descubierto que la temperatura de la cerveza tiene un impacto significativo en la percepción del sabor alcohólico. El estudio, dirigido por el científico de materiales Lei Jiang, encontró que a diferentes temperaturas, las moléculas de etanol y agua forman diferentes tipos de agrupaciones, lo que afecta la percepción del sabor alcohólico. A bajas temperaturas, se forman más racimos piramidales, lo que reduce el sabor picante del "etanol" y hace que la bebida tenga un sabor menos alcohólico. Por el contrario, a medida que aumenta la temperatura, los racimos se vuelven más encadenados, lo que da como resultado un sabor alcohólico más pronunciado. Esto explica por qué el sabor de algunas bebidas alcohólicas, como el baijiu, puede cambiar en función de la temperatura. Los datos obtenidos abren nuevas perspectivas para los fabricantes de bebidas, ... >>

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Músculo artificial hecho de plástico cristalino 19.07.2019

Los marcos orgánicos covalentes (COF) son una clase de materiales sólidos livianos en los que los componentes básicos orgánicos simples, como las moléculas que contienen carbono, se unen a grupos de ácido bórico o aldehído, con enlaces covalentes. En general, en su composición, este material no difiere de los plásticos convencionales, pero a nivel molecular tiene una estructura completamente diferente. Si en los plásticos sólidos las cadenas poliméricas de moléculas están conectadas al azar, entonces en COF forman una estructura cristalina. Se forman poros entre estas cadenas, lo que hace que el material sea muy ligero.

COF se puede usar para almacenar gas (como hidrógeno) y para administrar medicamentos. Sin embargo, estos andamios generalmente existen como polvos cristalinos de tamaño nano o micro: son frágiles y no se pueden convertir en láminas o membranas más grandes que serían útiles para muchas aplicaciones prácticas. Los científicos han tratado de mejorar las propiedades mecánicas del COF utilizando polímeros lineales como bloques de construcción.

Investigadores en China y EE. UU. han creado andamios orgánicos covalentes poliméricos (polyCOF) basados en la estructura COF existente, pero durante la síntesis del compuesto, agregaron polietilenglicol (PEG) a los reactivos. Las cadenas de PEG ocluyeron el espacio poroso del COF, creando una estructura más compacta, más fuerte y más estable. A diferencia de los andamios convencionales, los andamios de polímero se pueden incorporar en membranas flexibles que se pueden flexionar, torcer o estirar repetidamente sin sufrir daños.

Para demostrar cómo se podía utilizar polyCOF como músculo artificial, el equipo fabricó una marioneta de aluminio a la que se adjuntó la membrana resultante. Bajo la influencia de los vapores de etanol, la muñeca "se sentó", y cuando los vapores cesaron más tarde, se volvió a acostar. Los investigadores repitieron estos pasos varias veces, haciendo que la muñeca se doblara. La expansión de los poros de poliCOF bajo la influencia del gas probablemente explica la "habilidad" gimnástica de la muñeca, dijeron los investigadores.

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