Aviones diez veces más fuertes con nanostitching

Publicado el 06 Mar, 2009 por Eugenio Rodríguez en Aeronáutica

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Un grupo de ingenieros del MIT han empleado nanotubos de carbono de tan sólo una mil millonésima de un metro de espesor para unir materiales aeroespaciales que podría garantizar revestimientos para aviones y otros productos derivados alrededor de 10 veces más fuertes que los materiales empleados en la actualidad.

Además, reforzar con materiales compuestos avanzados con nanotubos son también más de un millón de veces más conductores de electricidad que sus contrapartes sin nanotubos, es decir, los aviones construidos con este tipo de materiales tienen una mayor protección contra los daños causados por rayos, según comentaba Brian L. Wardle, Profesor Asistente en el Departamento de Aeronáutica y Astronáutica.

Wardle es el autor principal de un artículo sobre la teoría de los nuevos materiales compuestos reforzados con nanotubos que se publicará en el Diario de Materiales Compuestos. También hablará sobre este proyecto en una conferencia que se celebra esta semana ante la Sociedad de Ingenieros Plásticos.

Los materiales avanzados utilizados actualmente para muchas aplicaciones aeroespaciales están compuestas de capas, o capas de fibras de carbono que, a su vez, se implementan junto con un polímero adhesivo. Pero el pegamento puede agrietarse y producir separaciones en las capas de fibra de carbono. Como resultado, los ingenieros han explorado una variedad de formas para reforzar la interfaz entre las capas por puntadas, trenzado, tejido o sujeción común.

Todos estos procesos, sin embargo, son problemáticos debido a los relativamente grandes puntos o pines que penetran y dañan las capas de fibra de carbono a sí mismos.

Así que el grupo de ingenieros reforzó las capas de materiales compuestos avanzados con nanotubos alineados perpendicularmente a las capas de fibra de carbono, empleando para ello modelos por computadora. Además el equipo de investigadores dio un paso más allá al desarrollar técnicas de procesamiento para la creación de nanotubos y para incorporarlas posteriormente a los compuestos aeroespaciales.

¿Como funciona el nanostitching?. El polímero adhesivo entre dos capas de fibra de carbono se calienta, miles de millones de nanotubos se colocan perpendicular a la fibra de carbono de cada capa, los cuales son succionados y posteriormente se les incorpora adhesivos a ambos lados de cada capa. Debido a que los nanotubos son 1.000 veces más pequeños que las fibras de carbono, no afecta negativamente a las fibras de carbono más grandes, sino que llena los espacios en torno a ellos, apilando las capas conjuntamente.

Según comentaba Wardle: “Por lo tanto, estamos implementando las fibras más fuertes que conoce la humanidad (los nanotubos) en el lugar en el que el compuesto es más débil, y donde son más necesarios”. Además, señaló que estas mejoras se pueden lograr con nanotubos con menos de un uno por ciento de la masa de los compuestos utilizados hoy en día en general.

Más información: Massachusetts Institute of Technology