Una nueva ley de la Física: Científicos chilenos crean un nuevo y sorprendente tipo de material

Materiales auxéticos, creado por científicos chilenos de la UCh y la PUC.

Utilizando impresoras 3D, físicos de las universidades de Chile y Católica crearon materiales con propiedades extraordinarias que pueden usarse en la ingeniería y en el diseño de ropa. El descubrimiento fue publicado en la revista Communications Physics, de Nature.


La ciencia ha estado investigando nuevos materiales que tengan comportamientos distintos que escapan a nuestra lógica, como aquellos que al estirarse, en vez de volverse más delgados, como suele suceder, se expanden y se tornan más gruesos, pero al comprimirlos, se hacen más delgados. Uno de estos son los llamados “materiales auxéticos”.

Un grupo de investigadores de la Universidad de Chile, la Universidad Católica y el Núcleo Milenio de Metamateriales, los han investigado logrando lo que no se había conseguido hasta ahora: formular una ley que establezca cómo se comportan de manera exacta, desde el punto de vista físico. Esto podrá ayudar a darles una forma, es decir, que tengan aplicaciones reales.

“Establecimos una ley general que nos permite entender mejor estos materiales y crear nuevos tipos también’', señala Daniel Acuña, investigador del Departamento de Física FCFM de la Universidad de Chile. Estos materiales tienen múltiples aplicaciones, como la ingeniería, la medicina e incluso en la moda.

“Al absorber muy bien la energía mecánica, tendríamos nuevos cascos o parachoques, que soporten un mayor impacto; en la medicina, nuevos parches para el corazón con mucha más flexibilidad; incluso se podrían crear robots pequeños o ropa que se ajuste mejor a la medida del cuerpo”, explica Acuña, actual estudiante del doctorado en Ciencias mención Física.

Además, el investigador agrega que “en particular esta investigación permite añadir la propiedad auxética a cualquier material moderno, creando nuevas e interesantes funcionalidades”. Durante un año de trabajo, el equipo utilizó impresión 3D en resina de los diseños junto con simulaciones de elemento finito y simulaciones numéricas. Todo esto, para determinar las leyes que rigen estos materiales.

Es así como ahora piensan buscar nuevas aplicaciones y nuevas formas de estos materiales, generando estructuras 3D que pueden utilizarse en diversos campos de la industria y nuestra vida diaria.

El equipo estuvo compuesto, además de Acuña, por el académico Álvaro Núñez, director del Departamento de Física FCFM, y el estudiante de magíster Francisco Gutiérrez. Junto a ellos trabajaron el investigador Rodrigo Silva y el académico Humberto Palza, director del Núcleo Milenio de Metamateriales y académico del Departamento de Ingeniería Química, Biotecnología y Materiales FCFM; además de Gustavo During, del Instituto de Física de la Pontificia Universidad Católica de Chile.

Los resultados fueron publicados en la revista Communications Physics, bajo el título “A three step recipe for designing auxetic materials on demand” (Receta de tres pasos para diseñar materiales auxiliares a la carta).

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