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Conoce por qué el nácar es tan duro

El material es el más resistente de la naturaleza

Pocos materiales compuestos forjados por la naturaleza son tan resistentes como el nácar. Ahora, los científicos finalmente han descubierto cómo las minúsculas capas de esta sustancia perlífera la hacen tan fuerte.

El nácar se encuentra en los recubrimientos exteriores de las perlas y en el interior de algunas conchas de moluscos, pero hasta ahora los científicos no sabían realmente cómo funciona a nanoescala, ya que este recubrimiento es muy resistente al estrés y a la tensión.

El secreto de la resistencia del nácar está en la forma en que la superficie de la baldosa del material se traba entre sí cuando se la somete a tensión, lo que le permite propagar la tensión. Cuando la superficie ya no está bajo presión, se relaja en baldosas individuales de nuevo.

Esto, a su vez, podría ayudarnos a desarrollar nuestros propios materiales súper fuertes, inspirándonos en los mejores materiales que la naturaleza tiene para ofrecer.

«Es increíble que un molusco, que no es la criatura más inteligente, esté fabricando tantas estructuras a tantas escalas», dice el científico de materiales Robert Hovden de la Universidad de Michigan.

(Fine Arts America)

«Está fabricando moléculas individuales de carbonato de calcio, disponiéndolas en láminas de nanocapas que se pegan con material orgánico, hasta la estructura de la cáscara, que combina el nácar con varios otros materiales».

En trabajos anteriores, los científicos ya habían identificado la estructura de «ladrillo y mortero» de las tabletas de aragonito de tamaño nanométrico pegadas con material orgánico, que se asemejan a una pared de ladrillo si te acercas lo suficiente.

Lo que esta nueva investigación muestra es que la reacción bajo presión, obtenida a través de observaciones con microscopios electrónicos. El ‘mortero’ se aplasta hacia un lado bajo presión, y luego regresa cuando la presión es aliviada.

Sorprendentemente, e inusualmente, el nácar no pierde nada de su resistencia a través de este proceso. Las pruebas demostraron que sus niveles de resiliencia no disminuyeron, incluso bajo impactos repetidos de hasta el 80 por ciento de su límite elástico.

En caso de que la superficie desarrolle una grieta, el nácar es capaz de aislar la nano-tabla donde se produce la grieta, de modo que no afecte al resto de la superficie.

En el comunicado de prensa, los investigadores consideran el nácar como «el material más duro de la naturaleza». Por supuesto, eso depende realmente de cómo se quiera medir dicha «dureza»; por ejemplo, en la escala de dureza de Mohs, la perla obtiene la clasificación bastante humilde de aproximadamente 2,5, pero eso sólo significa que se puede rayar fácilmente con cualquier mineral más duro.

Si hablamos de la resistencia de un material, hay otros aspectos -cuánto peso puede soportar un material, cuánta presión puede soportar, etc.- desde los dientes de lapa hasta la seda de araña, hay otros materiales naturales que son inmensamente fuertes; el nácar puede soportar impactos mecánicos realmente impresionantes, por lo que se gana su reputación por su dureza.

Ahora los científicos detrás del estudio quieren usar sus hallazgos para desarrollar materiales más fuertes hechos por el hombre – no calculados a través de simulaciones por computadora o algoritmos, sino inspirados por millones de años de evolución natural.

«Los seres humanos podemos fabricar materiales más resistentes utilizando entornos no naturales, por ejemplo, calor y presión extremos», dice Hovden. «Pero no podemos replicar el tipo de nano-ingeniería que los moluscos han logrado.»

«La combinación de los dos enfoques podría conducir a una nueva generación de materiales, y este documento es un paso en esa dirección.»

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