Los nuevos materiales: los vidrios metálicos

Especialistas de la Carnegie Institution han descubierto importantes nuevas propiedades de los vidrios metálicos, materiales de gran eficacia capaces de integrar los beneficios de los cristales y los metales por separado, anulando al mismo tiempo las desventajas de los mismos. El incremento en la resistencia es una de las características positivas de los vidrios metálicos, que tendrían un amplio potencial en diversas aplicaciones.

Los secretos de los vidrios metálicos habrían comenzado a dilucidarse con esta nueva investigación, dirigida por el becario predoctoral Qiaoshi Zeng y que contó con la participación del especialista Ho-kwang Mao y otros científicos e ingenieros del Geophysical Laboratory de la Carnegie Institution. También colaboraron investigadores de Universidad de Zhejiang, la Universidad de Stanford y el SLAC National Accelerator Laboratory.

El trabajo se centra en el estudio de las propiedades de los vidrios metálicos al someterlos a experimentos de alta presión. Los resultados obtenidos permiten concluir que los vidrios metálicos podrían emerger próximamente como materiales potencialmente útiles en una gama muy amplia de aplicaciones.

La investigación fue difundida en una nota de prensa de la Carnegie Institution, complementada con otro artículo elaborado por el Geophysical Laboratory de la misma institución. Asimismo, medios especializados como la revista Physical Review Letters o el sitio Physorg.com también se hicieron eco de la noticia.

En el marco de este nuevo estudio, los especialistas de la Carnegie Institution utilizaron técnicas de alta presión para investigar la relación entre la densidad y la estructura electrónica de los vidrios metálicos. Los descubrimientos obtenidos abren nuevas posibilidades para el desarrollo de vidrios metálicos para fines específicos.

Según explica Ho-kwang Mao, uno de los responsables del trabajo, el sometimiento a condiciones elevadas de presión es una herramienta muy poderosa para lograr una mayor comprensión sobre las características de estos materiales. Atendiendo a esto, los vidrios metálicos fueron sometidos a estas experiencias de laboratorio.

La presión elevada puede causar cambios en las propiedades de los materiales, como por ejemplo en su volumen o su comportamiento electrónico, características que permiten dilucidar por ejemplo su estructura a escala atómica, una de las condiciones más importantes para su estudio.

Al incrementar el conocimiento sobre esta estructura, los investigadores obtienen una valiosa información para predecir las propiedades de los nuevos materiales, algo que posibilitaría su desarrollo y aplicación tecnológica con mayor rapidez. Aquí radica el principal avance obtenido por los especialistas de la Carnegie Institution con relación a los vidrios metálicos.

A diferencia de los materiales metálicos, que tienen un orden atómico y una estructura cristalina, los vidrios metálicos son desordenados en la escala atómica. Esta condición puede realmente mejorar algunas propiedades del material, eliminando ciertos puntos de mayor debilidad, que desembocan en roturas o corrosión.

En consecuencia, los vidrios metálicos pueden alcanzar una resistencia y durabilidad superior en comparación con otros metales. La estructura atómica desordenada también hace que los vidrios metálicos sean muy eficaces como imanes, porque carecen de los tipos de defectos encontrados en los metales con estructura cristalina.

Las condiciones creadas en los experimentos permiten concluir que los vidrios metálicos sometidos a diferentes cambios bajo presiones elevadas se convierten en nuevos materiales, con propiedades diferentes. Esto permitiría ajustar sus propiedades físicas y electrónicas para una variedad de aplicaciones.

Los vidrios metálicos son materiales únicos, ubicados en la vanguardia de la investigación en materiales. Estos nuevos experimentos demuestran que es posible cambiar drásticamente la naturaleza de los mismos, simplemente mediante la aplicación de diferentes presiones y de acuerdo a distintas necesidades tecnológicas e industriales.

Fuente: Tendencias 21