Fuerte y resistente pero tan ligero como una pluma: los materiales con esta combinación excepcional de propiedades se necesitan con urgencia en muchos sectores industriales y en medicina, además de ser de gran interés para la investigación científica. Un equipo de investigación de la Universidad de Bayreuthahora ha desarrollado fibras de polímero con precisamente estas propiedades. Junto con socios en Alemania, China y Suiza, se caracterizaron las fibras de polímero. Los científicos han publicado sus resultados en la revista ciencia .
"Las fibras que descubrimos se pueden producir fácilmente utilizando procesos de alta tecnología que ya están establecidos en la industria, y sobre la base de polímeros que están disponibles en todo el mundo. Una fibra individual es tan delgada como un cabello humano, pesa menosque una mosca de la fruta, y sin embargo es muy fuerte: puede levantar un peso de 30 gramos sin romperse. Esto corresponde a unas 150,000 veces el peso de una mosca de la fruta. Los experimentos sobre la alta resistencia a la tracción de estas fibras han revelado además su alta tenacidadEsto significa que cada fibra individual puede absorber una gran cantidad de energía ", explica el profesor Dr. Andreas Greiner, quien es el jefe del grupo de investigación Química Macromolecular II en la Universidad de Bayreuth, y quien dirigió el trabajo de investigación.investigadores del Forschungszentrum Jülich, la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg, el Instituto Fraunhofer para Microestructura de Materiales y Sistemas IMWS, la Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen University, Jiangxi Normal University, Nanchang y ETH Zürich.
Debido a sus propiedades únicas, las fibras de polímero son ideales para componentes técnicos que están expuestos a altas cargas. Permiten aplicaciones innovadoras en una amplia variedad de campos, por ejemplo, en la industria textil o la tecnología médica, en ingeniería automotriz, oen la industria aeroespacial. Además, las fibras de polímero pueden reciclarse bien ". Estamos seguros de que los resultados de nuestra investigación han abierto la puerta a una nueva clase de materiales con visión de futuro. Se pueden esperar aplicaciones prácticas por parte de la industria enen el futuro cercano. En la ciencia de los polímeros, nuestras fibras podrán proporcionar servicios valiosos en la investigación y el desarrollo de materiales funcionales de alto rendimiento ", dice Greiner.
La base química de estas prometedoras fibras es el poliacrilonitrilo. Una sola fibra con un diámetro de aproximadamente 40,000 nanómetros consta de hasta 4,000 fibrillas ultrafinas. Estas fibrillas están unidas por pequeñas cantidades de un aditivo. Imágenes tridimensionales de rayos Xdemuestran que las fibrillas dentro de la fibra casi siempre están dispuestas en la misma dirección longitudinal ". Preparamos estas fibras de poliacrilonitrilo multifibrilar en un laboratorio para electrohilado en la Universidad de Bayreuth y las probamos exhaustivamente para determinar sus propiedades y comportamiento. Su resistencia única en combinación conla alta tenacidad nunca dejó de fascinarnos ", informa el científico de polímeros de Bayreuth, Prof. Dr. Seema Agarwal.
El autor principal del estudio publicado en Science es Xiaojian Liao, investigador doctoral en química en Bayreuth. "Estoy muy contento de haber podido contribuir al éxito de esta investigación en ciencia de materiales como parte de mi tesis doctoral.El contacto interdisciplinario entre la química, la física y las ciencias de los materiales en el campus de Bayreuth ha proporcionado cierto ímpetu crítico en los últimos años ", dice Liao.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universität Bayreuth . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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