Imprimen cubos de plástico en 3D con patrones complejos que los hace a prueba de balas

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Investigadores de la Universidad de Rice encontraron una forma de imprimir en 3D patrones complejos que resultan en objetos de plástico que son casi tan duros y duraderos como el diamante.

Los complejos patrones de entrecruzamiento y zigzag que se utilizan para construir las estructuras de estos cubos de polímero están lejos de ser aleatorios; están calculados estratégicamente y diseñados para darles a estos objetos su increíble fuerza, pero también se pueden ajustar para exhibir otras propiedades increíbles.

Los patrones se basan en tubulanos, que son estructuras teóricas microscópicas hechas de nanotubos de carbono reticulados que se predijo que tendrían propiedades notables en 1993 por el químico Ray Baughman y el físico Douglas Galvão.

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Los tubulanos podrían usarse para fabricar materiales revolucionarios que son fuertes y livianos, pero hasta la fecha, las estructuras no se han creado con éxito debido a la difícil logística de fabricación con nanotubos de carbono.

Resulta que las propiedades predichas de los tubulanos no se limitan solo a los objetos que se fabrican con estructuras a escala atómica.

Como se detalla en un artículo publicado recientemente en la revista Small, los investigadores de la Universidad de Rice descubrieron que incluso cuando esos patrones y estructuras complejos se ampliaron para poder recrearlos con impresoras 3D, aún exhibían esas propiedades predichas como la resistencia y la compresibilidad extrema, a pesar de ser estructuras rígidas.

Los investigadores lanzaron dos cubos, uno hecho de polímero sólido y otro hecho de un polímero impreso con una estructura tubular, con un proyectil que viajaba a 5.8 kilómetros por segundo (20.880 kilómetros por hora).

Ninguno de los cubos fue destruido, pero mientras el bloque de polímero sólido quedó con una gran abolladura y grietas que se propagaron hasta comprometer su fuerza, el otro cubo detuvo el proyectil en su segunda capa, dejando el resto completamente intacto y sin daños.

La suposición es que una estructura porosa reduce el poder de detención de un objeto, pero en la práctica, la compleja red polimérica en estos cubos los hace capaces de comprimir y colapsar para absorber la energía cinética de un impacto y contener el daño resultante, de modo que solo afecta a un área mínima.

Esta investigación podría tener efectos de gran alcance en innumerables campos que dependen de materiales que son tanto ligeros como fuertes.

Todo, desde la industria aeroespacial, hasta la arquitectura, incluso los militares, podría beneficiarse de este nuevo enfoque de fabricación, y podría incluso dar nueva vida a la impresión 3D.

Las piezas o componentes que tenían que estar hechos de metal o cerámica para ser adecuadamente duraderos podrían ser fabricados a partir de polímeros más baratos ahora.

Fuente: Gizmodo