Dos físicos y un ingeniero nuclear que se desempeñan en la División Física de Metales de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) en el Centro Atómico Bariloche (CAB) fueron distinguidos recientemente en el congreso “Tecnologías de Memoria de Forma y Superelasticidad” (SMST, por sus siglas en inglés), realizado en mayo en Alemania, por un artículo publicado en una revista referente en esta temática.
Su trabajo se desarrolla en el innovador campo de los materiales con memoria de forma, los cuales luego de ser deformados tienen la capacidad de regresar a su estructura original ante la presencia de determinados estímulos. Puntualmente, intentan desentrañar, comprender y controlar cuáles son los mecanismos a nivel atómico que hacen posible que un material cambie y recupere su forma, haciéndolos muy útiles en múltiples aplicaciones como infraestructura, salud y distintos sectores de la industria.
En el artículo distinguido -publicado en 2018 en la revista “Shape Memory and Superlasticity”- los investigadores de CNEA Jorge Pelegrina, Alejandro Yawny y Marcos Sade, reportaron ciertos hitos de la historia de la ciencia de las aleaciones de cobre con memoria de forma. Además, presentaron novedosos resultados que ayudan a comprender mejor este tipo de fenómenos.
Los Editores Asociados de la revista científica eligieron el trabajo de los investigadores argentinos entre todos los artículos publicados durante el año pasado y le dieron el “Premio al mejor paper de 2018”. El mismo había sido publicado en un número especial dedicado a la trayectoria del Prof. Dr. Ing. Jan Van Humbeeck, un científico belga, referente mundial en el campo y además colaborador histórico de los investigadores del CAB.
Un poco de historia
En Bariloche, la investigación sobre aleaciones con efecto memoria de forma comenzó con la llegada del doctor Manfred Ahlers a la División Física de Metales durante la década del 70. Los primeros trabajos consistieron en desarrollar en los laboratorios CAB el crecimiento de monocristales de aleaciones base de cobre. Luego la investigación básica en el tema se amplió y extendió incluso a la búsqueda de aplicaciones, algo que se continúa en la actualidad.
Múltiples aplicaciones
Además de la historia de ciertas investigaciones realizadas en aleaciones de cobre con memoria de forma, Pelegrina, Yawny y Sade reportan en su paper la utilización reciente de un modelo computacional y la realización, en sus laboratorios de Bariloche, de varios experimentos para estudiar los efectos de cambios de estímulos, por ejemplo de la temperatura, en esos materiales.
De acuerdo con el físico Marcos Sade, estudiar este tipo de materiales es muy interesante debido al trabajo mecánico que se produce cuando un material regresa a su estructura original. “Por dar un ejemplo, se podría calentar un material a una gran distancia mediante el pasaje de una corriente eléctrica. Si dicho calentamiento activa o provoca una transformación, la fuerza realizada podría activar algún mecanismo requerido ya sea para activar una alarma, sustituir a una soldadura, o activar un mecanismo mecánico remoto como desplegar una antena”, cuenta.
Algunas aleaciones con efecto memoria también pueden desplegar el “efecto pseudoelástico o superelástico”, por el cual el material soporta una deformación al aplicarle una fuerza; y al quitar esa fuerza la deformación desaparece. En medicina, por ejemplo, este tipo de materiales son muy valorados, y podrían usarse en los “stents”, que son dispositivos fabricados con aleaciones de niquel y titanio que se usan en cirugías cardiovasculares.
En el artículo publicado por Pelegrina, Yawny y Sade también se destaca cómo el fenómeno de la “difusión atómica” en materiales de estado sólido puede afectar las transformaciones de estos materiales. ¿Qué es la “difusión atómica”? En pocas palabras, se le llama así al movimiento y la ubicación de átomos a distancias mayores que una distancia interatómica que resulta en una reubicación en estructuras más estables. Se utiliza para tratar y optimizar de forma térmica, aleaciones que se usan en las industrias automotriz, aeronáutica, ferroviaria, naviera, que se basan en los metales.
Fuente: CNEA