La ciencia analiza un material extraño y descubre la aleación con fuerza de Superman que desafía las leyes del calor
Esta nueva aleación, conocida como imán de pirocloro, muestra unas propiedades magnéticas que pueden revolucionar el mundo de la exploración espacial o el desarrollo de tecnologías complejas.
La dilatación térmica hace referencia al aumento o disminución del tamaño de los materiales cuando se exponen a alguna fuente de calor o frío, lo que puede ser un gran problema a la hora de desarrollar tecnologías más precisas y complejas, como las naves espaciales o los instrumentos de precisión. Sin embargo, materiales como el invar muestran cierta resistencia a la temperatura.
Esta aleación de hierro y níquel es muy conocida en entornos profesionales gracias a presentar una deformación muy baja frente a altas temperaturas, una propiedad que hasta ahora no había sido explicada.
Investigadores de la TU Wein de Viena, en colaboración con miembros de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pekín, han descubierto que las propiedades magnéticas de esta aleación son lo que le permite resistir mejor la temperatura. Una vez descubierto, y a través de simulaciones por ordenador, han desarrollado una aleación aún más resistente al calor: el imán de pirocloro.
Compuesto por cuatro metales diferentes - circonio, niobio, hierro y cobalto - el imán presenta una estructura magnética mucho más fuerte y estable que el invar, lo que se traduce en un material de gran resistencia con la capacidad de mantener la forma ante temperaturas extremas.
De acuerdo con los resultados, la nueva aleación ha conseguido presentar dimensiones increíblemente estables en un rango de temperaturas que sobrepasan los 400 grados Kelvin (126 Cº), presentando una deformación media de “una diezmilésima parte del uno por ciento por grado Kelvin”.
¿Cómo funciona?
Según Sergii Khmelevskyi, del Centro de Investigación Científica de Viena (VSC), estos cambios de temperatura forman parte de la base de las leyes de la física, afectando a cualquier tipo de material.
“Cuanto más alta es la temperatura en un material, más tienden a moverse los átomos, y cuanto más se mueven, más espacio necesitan. Este efecto es la base de la expansión térmica” afirma el científico.
Sin embargo, estas propiedades cambiantes si se pueden contrarrestar, de forma que eviten la expansión del material a través de la presencia de una fuerza contraria.
“No se puede evitar, pero es posible producir materiales en los que se compense casi exactamente con otro efecto compensatorio”, añadió Khmelevskyi.
En el caso del imán, gracias a sus propiedades magnéticas, los responsables de aplicar una fuerza compensatoria son los electrones. A medida que sube la temperatura, estas partículas cambian de estado, lo que provoca una disminución del orden magnético del material y, en consecuencia, una contracción del material en sí mismo.
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