En un paso de gigante para el futuro vuelo hipersónico, los científicos chinos han recurrido a la tecnología multiescala para desarrollar un nuevo material revolucionario que ha logrado puntuaciones récord en pruebas de resistencia vital y propiedades de aislamiento térmico.

Los científicos dicen que su creación de cerámica porosa abre la puerta a una exploración más amplia en los campos de la ingeniería aeroespacial, química ytransferencia de energíay producción.

"Por primera vez, se informa sobre un diseño de estructura a múltiples escalas y una fabricación rápida de... cerámicas de alta entropía a través de una técnica de síntesis ultrarrápida a alta temperatura que puede conducir a una capacidad de carga mecánica excepcional y alta temperatura.aislamientorendimiento", afirmaron los investigadores en un artículopublicado2 de enero en la revista.Materiales avanzados.

Los científicos se han enfrentado durante mucho tiempo a desafíos en el desarrollo de materiales resistentes y livianos con baja conductividad térmica que son críticos, especialmente para los viajes hipersónicos.Los materiales cerámicos son prometedores porque exhibenbaja conductividad térmica, altos puntos de fusión y resistencia a la corrosión, y además son incombustibles.

Pero los proyectos de exploración a grandes profundidades bajo la superficie de la Tierra, así como en el espacio exterior, encuentran temperaturas y presiones extremadamente altas.Tradicionalmateriales cerámicosson insuficientes en esos casos.

Los materiales ligeros y porosos ofrecían una baja transferencia térmica, pero esa propiedad deseable a menudo conllevaba una contrapartida: una mayor fragilidad.

En su informe, "Cerámicas porosas de alta entropía ultrarresistentes y con alto aislamiento térmico hasta 2000 °C", investigadores de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Guangzhou afirmaron: "Es imperativo encontrar formas de mejorar simultáneamente laresistencia mecánicay capacidad de aislamiento térmico de las cerámicas porosas."

Así que recurrieron al concepto de diseño de alta entropía para crear un material cerámico poroso que lograra un buen equilibrio entre resistencia y resistencia al calor sin los inconvenientes habituales.

El diseño de alta entropía se centra en el uso de medidas iguales de múltiples elementos que pueden usarse para crear componentes más fuertes, más resistentes al calor y más estables.

Los investigadores desarrollaron un material que cumplía los exigentes criterios de aislamiento y peso para los vuelos aeroespaciales.Su nueva creación cerámica, que lleva el sencillo nombre de 9PHEB (diboruro poroso de alta entropía con 9 cationes), proporciona una "estabilidad térmica excepcional" y una "resistencia a la compresión ultraalta", dijeron los investigadores.

"Las interfaces de alta calidad, caracterizadas por una unión fuerte sin defectos ni fases amorfas, pueden promover la rápida transferencia de fuerza a lo largo del bloque de construcción y a muchos otros a través de conexiones durante la carga, lo que lleva a una mejora significativa de la resistencia mecánica", dice el informe.

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