Un equipo de investigadores dice que ha desarrollado lo que puede ser el material más estable térmicamente jamás creado. De hecho, es capaz de soportar temperaturas de hasta 1126 ° C sin limpiar la más mínima expansión.
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¿Qué es la expansión térmica?
La expansión térmica es la expansión del volumen de un cuerpo provocada por el aumento de su temperatura. Concretamente, cuanto más suben las temperaturas, más se agitan las partículas contenidas en el interior de un cuerpo o una sustancia. Y cuanto más aumenta el movimiento de estas partículas, mayor es la temperatura. Como resultado, las partículas tienden a ocupar un espacio mayor debido a la amplificación de sus movimientos. El resultado es un aumento del volumen del cuerpo afectado, frecuentemente imperceptible, pero muy presente.
Los materiales de expansión cero se utilizan para instrumentos de alta precisión, mecanismos de control, componentes aeroespaciales y otros implantes médicos. En definitiva, tantos entornos en los que es importante “permanecer estable” (con baja expansión térmica) a temperaturas variables.
Invar, una aleación de hierro (64%) y níquel (36%), es conocida, por ejemplo, por su muy bajo coeficiente de expansión.
Un material nuevo e increíblemente estable
Investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur desarrollaron recientemente un nuevo material que no se expande ni se contrae en un rango de temperatura extremadamente amplio: entre -269 a 1126 ° C. Es decir, en estos rangos de temperatura, este nuevo material no cambia de volumen.
Compuesto de escandio, aluminio, tungsteno y oxígeno, es probablemente el material más estable térmicamente jamás creado. Su nombre es: Sc 1,5 Alabama 0,5 W 3 O 12. (mientras tanto, más llamativo).
“Estábamos realizando experimentos con estos materiales en asociación con nuestra investigación sobre baterías, con fines independientes, y por casualidad nos encontramos con la propiedad singular de esta composición en particular.“, Explica Neeraj Sharma, autor principal de este trabajo.
Un mecanismo todavía “secreto”
Los investigadores, que publican su trabajo en Chemistry of Materials, han señalado algunos pequeños cambios en los enlaces, la posición de los átomos de oxígeno y las rotaciones de los arreglos atómicos. Estos cambios podrían, según ellos, permitir que el material absorba los cambios de temperatura.
“En este punto, no está claro si alguno o todos estos factores contribuyentes son responsables de la estabilidad en un rango de temperaturas. Estamos investigando más para intentar aislar el mecanismo.“, Continúa Neeraj Sharma.
Debido a la síntesis relativamente simple de materiales y la buena disponibilidad de “ingredientes”, los investigadores también señalan que sería posible la fabricación a gran escala. “El escandio es más raro y caro, pero estamos experimentando con otros elementos que podrían sustituirse y conservar la estabilidad.“Dijo Sharma.
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