Las conchas marinas inspiran un nuevo compuesto de vidrio súper resistente

El nuevo material combina escamas de vidrio rígido, de menos de una centésima de milímetro de espesor, con acrílico flexible. “Cuando combinamos esos dos juntos, similar al nácar, recuperamos las mejores partes de ambos componentes”, dice Allen Ehrlicher, bioingeniero de la Universidad McGill y coautor de un nuevo artículo que describe el compuesto, que se publicó recientemente en Science.

Una concha forrada de nácar. Fuente: Getty Images.

Tanto el vidrio como el acrílico son transparentes por sí mismos, pero la luz viaja a través de cada uno de estos materiales a una velocidad diferente. Como resultado, los intentos anteriores de combinarlos resultaron demasiado opacos. Entonces, los investigadores mezclaron pequeñas cantidades de un hidrocarburo con el acrílico hasta que interactuó con la luz más como lo hace el vidrio.

El resultado no solo es transparente, dice Ehrlicher, sino también un 400 por ciento más duro y un 650 por ciento más resistente a los daños que el material utilizado en los parabrisas de los automóviles: resina intercalada entre dos capas de vidrio. Además, la nueva sustancia se puede cortar y perforar con herramientas estándar. Ehrlicher compara la forma en que el acrílico une las escamas de vidrio en una estructura apilada con una pared de ladrillos con capas escalonadas: cualquier grieta que se deslice a través del nuevo material seguirá las costuras acrílicas en un camino complicado, por lo que requerirá más energía para fracturarse. “Al obligarlo a recorrer un largo camino, a romper una gran cantidad de este material de conexión, una gran cantidad de este 'mortero', por analogía, creamos un material que es muy, muy resistente”, explica.

Para construir estas capas, los investigadores simplemente hicieron girar sus ingredientes en una centrífugadora. Esa simplicidad significa que “podrías hacer esto a escalas mucho más grandes de lo que se puede hacer con muchos [otros] nácares sintéticos”, dice Lara Estroff, científica de materiales de la Universidad de Cornell, que no participó en la investigación. Tal facilidad de fabricación podría permitir una amplia variedad de aplicaciones. Arun Varshneya, presidente de Saxon Glass Technologies, señala que el material es aún menos transparente que el vidrio y más propenso a que se raye su superficie. Sin embargo, dice, “en realidad estoy bastante entusiasmado con este valiente esfuerzo en la dirección correcta”. Varshneya, que tampoco participó en la investigación, elogia la resistencia del compuesto en todo el material, en contraste con el vidrio reforzado químicamente que se usa en elementos como las pantallas de los teléfonos inteligentes (en las que el endurecimiento se limita a una capa superficial delgada).

Ehrlicher dice que espera seguir mejorando la transparencia y la resistencia al rayado del nuevo material mientras conserva su notable dureza. “Inevitablemente, ha sido un compromiso entre transparencia y resistencia o resistencia y rigidez; lo que hemos creado es el mejor equilibrio ideal”.