Aunque en la ciencia ficción siempre escuchamos hablar de materiales de ensueño que poseen las más diversas y maravillosas propiedades como dureza y tenacidad incomparables, capaces de rebanar el acero como mantequilla, en el mundo real, eso es solo algo que encontraríamos en las páginas de un cómic o de una historia de opera espacial… hasta ahora, aparentemente. Adamantium, muérete de la envidia.
Los laboratorios estadounidenses nacionales Lawrence Berkeley y Oak Ridge han descubierto un material que posee propiedades prácticamente de fantasía: sin comprometer dureza, el CrCoNi, uno de los famosos materiales a base de níquel que son bien conocidos por su tremenda resistencia a la corrosión y a su fortaleza, así como su alta tolerancia a temperaturas elevadas, no solo mantiene sus propiedades a bajas temperaturas, lo que vuelve quebradizos a otros materiales, sino que sus propiedades físicas también mejoran conforme se enfría.
CrCoNi: Un material contreras y sin par
Aunque “fuerte como el acero” o “duro como el diamante” han sido por mucho tiempo los parangones que nos llevan a imaginarnos objetos (o hasta personas) de inimaginable o remarcable fuerza, bien podríamos agregar a esas comparaciones “tenaz como CrCoNi” (aunque eso sí, el nombrecito no le hace ningún favor). El CrCoNi es, como su nombre nada halagador pero sí muy descriptivo lo indica, una aleación de cromo cobalto y níquel que no solo tiene una tenacidad remarcable y alta ductilidad, sino que dichas propiedades mejoran conforme su temperatura disminuye.
Así, el CrCoNi puede adoptar la forma que se le desee otorgar con gran facilidad (ductilidad y maleabilidad) y, a la vez, se resiste a ser deformado plásticamente (de manera permanente). Usualmente, esas dos propiedades son inversamente proporcionales (mientras más dúctil, menos tenaz y viceversa) y aun así, en el CrCoNi van de la mano, pero además de ello, mientras a menor temperatura se encuentra, mejores son ambas propiedades, comportamiento que va en contra del común de casi todos los demás materiales conocidos. En otras palabras, es un contreras.
La importancia del material más fuerte
Este material llega a alcanzar una resistencia que soporta 500 megapascales, mientras que el silicón soporta uno, el fuselaje de una aeronave de pasajeros es 35 y el de los mejores y más fuertes aceros es de alrededor de 100, por lo que 500, sin duda, es una cantidad impresionante, como reveló uno de los líderes del equipo que ha estudiado el material en la división de ciencia de los materiales en Berkeley. Fueron necesarios diez años de investigación para descubrir a nivel atómico algunas de las propiedades más fascinantes de este material, así como de otras aleaciones con base en níquel como el CrMnFeCoNi.
Desafortunadamente, y como era de esperarse, la producción de los materiales HEAs es sumamente costosa, por lo que la aplicación en las situaciones más cotidianas probablemente aún sea algo impensable, pero en entornos en los que la seguridad e integridad de las estructuras y máquinas son fundamentales, como en exploración espacial y profundidades extremas, la seguridad no tiene precio y el CrCoNi u otros materiales HEAs superarían con creces a otros materiales estándar.
El futuro del CrCoNi y otros materiales de alta entropía
El CrCoNi pertenece a un grupo de materiales que tienen la designación de aleaciones de alta entropía (High Entropy Alloys o HEAs, en inglés) y están formados, a diferencia de las aleaciones tradicionales, por proporciones más equilibradas de sus distintos elementos, mientras que en los aceros y otros materiales estructurales tradicionales la proporción entre elementos es sumamente dispar. El precio del CrCoNi, en particular, se ve afectado por la alta demanda del cobalto y el níquel en la industria de las baterías, lo que encarece dos de sus elementos clave.
Así, aunque los resultados actuales son prometedores, todavía no se consigue comprender en su totalidad el comportamiento tanto del CrCoNi como de otros materiales experimentales en “fase de laboratorio”, por lo que quizá aún no podamos dar por hecho que podremos beneficiarnos de sus increíbles propiedades que parecen sacadas de una película de Marvel o de una novela de H.G. Wells, pero sí se vale, por lo menos, esperar que en el futuro, los proyectos de exploración espacial y sustentabilidad en la Tierra pueden estar apoyados por estos increíbles productos de la ciencia e ingeniería de los materiales.
