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Resultados sorprendentes de investigación científica sugieren nuevas aplicaciones con memoria de
forma
Por Virginia Heffernan
Revista de Níquel, Marcha 2008 -- Investigadores en Estados Unidos afirman
que han dado con una manera menos costosa, más rápida y energéticamente más eficiente para hacer aleaciones
con memoria de forma obteniendo más espacio entre los cristales individuales (mono cristales).
El gran paso adelante, en el cual participaron tanto los expertos en espuma en la Northwestern
University como los especialistas en memoria de forma de la Boise State University, convierte
una aleación de níquel, manganeso y galio en una espuma que cambia de forma cuando es expuesta a un campo
magnético, para regresar a su forma original cuando se invierte el campo magnético.
La espuma podría ser utilizada para reemplazar una máquina complicada con un diseño mucho más simple
utilizando menos partes, o perfeccionar la eficiencia de los mecanismos diminutos de control del movimiento,
o mejorar el control de las emisiones provenientes de los motores de combustión al acelerar el movimiento de
las válvulas.
“Los fabricantes europeos de automóviles están trabajando en el desarrollo de válvulas con un mecanismo
basado en aleaciones con memoria de forma magnética,” dice el Profesor Meter Müllner de la Boise State
University. “En esta aplicación, la velocidad de la acción es crítica.”
Una de las ventajas clave de las aleaciones con memoria de forma magnética sobre aquellas que son
controladas por temperatura es el tiempo de respuesta más rápido. Otra es su capacidad de ser activadas desde
la distancia, haciéndolas potencialmente útiles para usos biomédicos: por ejemplo, abriendo una arteria con
un stent.
Pero hasta el momento, estos materiales han sido funcionales solamente como cristales individuales (mono
cristales), los cuales son caros y difíciles de crecer.
De esta forma, el equipo Northwestern-Boise se propone crear un material que se aproxime a las
excelentes propiedades de deformación de un cristal de níquel, manganeso y galio, sin el gasto, el consumo de
energía y tiempo requeridos para producir mono cristales.
Para lograr esta meta, el Profesor David Dunand y el Dr. Yuttanant Boonyongmaneerat del Departamento de
Ingeniería y Ciencia de los Materiales de Northwestern, vertieron níquel, manganeso y galio fundidos
en una pieza porosa de polvos de aluminato de sodio. El níquel constituyó más de la mitad del material
fundido. Después de que el metal se solidificó, extrajeron por lixiviación óxido en ácido, dejando atrás
grandes vacíos en la aleación.
La espuma de metal resultante parece una pieza de sponge toffee (caramelo), permitiendo que haya
espacio para que los cristales individuales se muevan. En un metal policristalino típico, los cristales
podrían expandirse a lo largo de las diferentes direcciones en la presencia de un campo magnético,
compensando cada movimiento del otro.
Cuando Müllner y el estudiante de postgrado Markus Chmielus expusieron la espuma a un campo magnético, la
encontraron deformada 0.12% -- no casi tanto como un cristal individual podría pero aún causa celebración
debido a que su rango de deformación es sesenta veces mayor que el que había sido observado antes en un
policristal.
“Los resultados desencadenarán nuevos rumbos de investigación con relevancia industrial,” dice
Müllner.
El principal competidor para la nueva espuma metálica es Terfenol D, otra aleación ferromagnética que fue
desarrollada para mecanismos de sonar militar. Éste convierte el campo magnético a potencia mecánica pero
tiene una deformación máxima de aproximadamente 0.12%. Si Dunand y Müllner pudieran mejorar este al hacer
pequeños ajustes a su nueva espuma, podrían proporcionar una alternativa más ligera, menos costosa y más
efectiva en aplicaciones tales como sensores magneto mecánicos y accionadores.
Virginia Heffernan is a Toronto-based freelance science writer.
Crédito de la fotografía: Boise State University
Dr. Peter Müllner
Director, Centro Estatal Boise para Caracterización de Materiales
Profesor asociado de Ingeniería y Ciencia de los Materiales
Universidad Estatal de Boise
1910 University Drive, MS 2075
Boise, ID 83725
U.S.A.
Teléfono: 1-208-426-5136
Fax: 1- 208-426-2470
Correo electrónico: petermullner@boisestate.edu
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