El camarón mantis inspira un nuevo material, hecho por bacterias

A bien algo caótico, como sucede. Cuando los investigadores probaron la resistencia de cada celosía, la estructura Bouligand Tipo IV absorbió 20 veces más energía que el Tipo I. “Este tipo de microestructura asegura que este tipo de compuesto sea muy resistente”, dice el ingeniero de la Universidad del Sur de California, Qiming Wang. , coautor de un nuevo papel describiendo los hallazgos en la revista Materiales avanzados. “Cuando tiene una grieta, esa grieta se propagará en el patrón de torsión para disipar la energía dentro del material”. De hecho, el material absorbe más energía que el nácar natural (nácar), lo que da fuerza a algunas conchas y también supera a los materiales artificiales existentes, dicen Wang y sus colegas.

Así como el martillo del camarón mantis absorbe la energía de sus golpes sin romperse, también podrían hacerlo los materiales desarrollados con este nuevo método. Para usos potenciales, Wang dice que piense en una armadura corporal, que necesita disipar la energía de una bala. El carbonato de calcio también es bastante liviano, por lo que los científicos también podrían desarrollar paneles más resistentes para aviones o incluso pieles para robots, Dice Wang.

“Para mí, esta es una forma de fabricar en el futuro, y no soy el único que dice eso”, dice el ingeniero civil de la Universidad Purdue Pablo Zavattieri, que no participó en esta investigación. En la fabricación tradicional, los defectos pueden colarse. La naturaleza, por otro lado, ha desarrollado, a lo largo de millones de años, la maravillosa estructura Bouligand en el martillo del camarón mantis, y es un patrón que se puede replicar con una simple celosía y un baño bacteriano. “La naturaleza es, de esa manera, impecable”, dice Zavattieri. “La naturaleza es una impresora 3D”.

Otra cosa que hace especial a este material creado por bacterias es su capacidad para regenerarse. Como, ¿y si en lugar de construir carreteras, creció ¿ellos? “Si tenemos daños, simplemente introduce bacterias en el interior y pueden volver a crecer”, dice Wang. “Estas estructuras son muy resistentes, muy fuertes y potencialmente pueden repararse solas”.

Los investigadores aún no han llegado a ese punto; consiguieron que las bacterias produjeran minerales en condiciones controladas en el laboratorio, e incluso entonces solo en pequeñas cantidades. La ampliación para la construcción de carreteras supondría desafíos de ingeniería adicionales; por ejemplo, obtener la proporción correcta entre el andamio de soporte y el material de endurecimiento. Pero Zavattieri ya está trabajando en hormigón para impresión 3D. “No creo que sea una locura”, dice. “Podemos hacer que los robots impriman el andamio clásico, dejar las bacterias allí y luego dejar que crezcan el material durante 10 días”.

Entonces, tal vez algún día el descarado ataque al camarón mantis podría ayudar a arreglar Infraestructura rota de Estados Unidos, en lugar de simplemente romperse los pulgares.


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