Un equipo de investigadores de la Facultad de Ingeniería FAMU-FSU del Instituto de Materiales de Alto Rendimiento está explorando los límites térmicos de los nanomateriales avanzados, un trabajo que podría tener un impacto directo en los sistemas de administración de medicamentos, la electrónica, los viajes espaciales y otras aplicaciones.
El equipo de investigación, dirigido por la profesora adjunta de ingeniería industrial y de fabricación Rebekah Sweat, completó el primer estudio sobre cómo los nanotubos de nitruro de boro purificado se mantienen estables en temperaturas extremas en entornos inertes.
Su trabajo fue publicado en la revista Applied Nano Materials .
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Los nanotubos de nitruro de boro, o BNNT, son más fuertes y resistentes a las altas temperaturas que los nanotubos de carbono. Al igual que sus primos de carbono, son estructuras que se miden en nanómetros, una longitud equivalente a una milmillonésima parte de un metro.
Pero fabricar estos materiales es un desafío. Los métodos actuales para BNNT son más nuevos y aún no producen las mismas cantidades que los métodos ideados para nanotubos de carbono. Por eso es importante aprender más sobre cómo funcionan.
Los investigadores descubrieron que los BNNT son totalmente estables hasta 1800 °C en un entorno inerte, la atmósfera químicamente inactiva en la que se fabrican. También aprendieron que los BNNT pueden soportar temperaturas de 2200 °C durante períodos cortos sin perder las propiedades mecánicas que los hacen tan efectivos.
«Esta investigación se trata de descubrir una propiedad que es increíblemente útil para el futuro», dijo Sweat. «Tenemos un conocimiento más sólido de cómo funcionan los BNNT cuando y cómo fallan térmicamente, porque todos los materiales tienen limitaciones. Hemos cambiado la forma en que fabricamos este tipo de compuestos para utilizar mejor sus propiedades».
Las aplicaciones potenciales para estos materiales compuestos livianos y resistentes son numerosas. Cualquier cosa que se caliente, como una turbina o un motor, podría usarlos para funcionar en un entorno de alta temperatura. Son termoconductores, lo que significa que dispersan el calor rápidamente y su estabilidad mecánica ofrece un refuerzo estructural.
Los BNNT muestran una promesa particular para su uso en la exploración espacial. Su capacidad para conducir el calor, aislar la corriente eléctrica y bloquear la radiación podría usarse en vehículos espaciales o en una nave espacial durante el reingreso a la atmósfera terrestre. Esas mismas propiedades también los hacen útiles para la electrónica de alto rendimiento.
«Comprender el comportamiento de estos nanotubos a altas temperaturas es crucial para crear materiales que puedan soportar condiciones extremas , tanto en la fabricación como en su uso final», dijo el autor principal y estudiante de doctorado Mehul Tank. «A medida que entendamos mejor cómo funcionan en estas condiciones, podremos desarrollar una mejor fabricación de compuestos que empleen matrices de procesamiento de alta temperatura, como cerámica y metales».
Fuente: phys.org