Un ala de avión que cambia de forma en vuelo para manejar mejor el flujo de aire que la cruza podría estar en el horizonte gracias a un avance en ciencia de materiales de investigadores en Estocolmo. El truco consiste en el poder de fusión y perforación de los láseres.
Investigadores del Real Instituto de Tecnología KTH de Estocolmo, Suecia, experimentaron con parafina. Trabajando con una versión 2D del material, pudieron usar láseres para hacer pequeños agujeros a través de la cera y luego derretirla muy gradualmente para dirigir la parafina líquida hacia donde querían gracias a una etapa basculante. El efecto fue un cambio de forma inducido por láser que tuvo lugar durante varios ciclos de pulsos láser e inclinación del escenario.
«Todo se desplaza unas pocas decenas de micrómetros durante cada ciclo», dijo el coautor del estudio Wouter van der Wijngaart. “Puede remodelar objetos para pasar a través de espacios estrechos y reconstituirlos en cualquier forma objetivo. Esto podría permitir la creación ilimitada sobre la marcha de herramientas y otros objetos, sin introducir materiales adicionales”.
Aunque el avance se produjo utilizando un material 2D, los investigadores dicen que los hallazgos se trasladarán a materiales 3D. Tal avance, dicen, podría conducir a alas de avión que podrían automodificarse para optimizar la resistencia, automóviles que se vuelvan más aerodinámicos sobre la marcha o incluso espacios de oficina donde los asientos se creen a pedido.
El proceso mediante el cual se reformó el material en este estudio se conoce como bombeo de cambio de fase.
«Al fundir parte de un objeto con un punto caliente, como un punto láser, se crea una zona líquida dentro del material», explicaron los investigadores en un informe sobre los hallazgos publicado en la revista Materiales funcionales avanzados.
«El movimiento del punto caliente dentro del objeto genera un frente de fusión, donde el láser calienta el material por encima de su punto de fusión, y un frente de congelación, donde la pérdida de calor hacia el entorno enfría el material por debajo de su punto de congelación», agregaron. «La densidad de la mayoría de los materiales disminuye durante la fusión y aumenta durante la congelación, lo que resulta en un flujo de material a través de la zona líquida desde el frente de fusión hasta el frente de congelación».
Si bien los experimentos involucrados en este estudio en particular introdujeron calor láser externamente, los investigadores dicen que incrustar una fuente de calor en el material podría conducir a un cambio de forma más automatizado en aplicaciones prácticas.
Puedes ver la técnica en funcionamiento en el siguiente vídeo, donde el equipo de investigación transformó la parafina en las tres letras de su instituto.
El avance de la ciencia de materiales podría conducir a aviones que optimicen su forma en vuelo
Fuente: KTH
