Materiales:memoria de forma

Hay materiales que una vez que han aprendido algo lo recuerdan. Aunque, en principio, esta afirmación pueda parecer de ciencia ficción, lo cierto es que poseen una propiedad que les permite recuperar su forma original tras haber sido sometidos a una deformación. Son los materiales con memoria de forma, capaces de experimentar transformaciones significativas a escala atómica ante estímulos externos, como pueden ser, por ejemplo, los cambios de temperatura o la aplicación de un campo magnético.

El efecto de memoria de forma y súperelasticidad en las aleaciones SMA (Shape Memory Alloy) ya fue observado por Büehler y colaboradores en 1963 cuando descubrieron el Nitinol, una aleación de Níquel y Titanio que a temperaturas bajas puede ser deformado fácilmente, pero que al tomar alta temperatura cambia a una forma mas dura, ejerciendo una fuerza estable.

Las aleaciones con memoria de forma (SMA) han cobrado gran interés comercial en los últimos años debido al amplio rango de funciones que pueden cumplir en el área de la medicina, la odontología y las aplicaciones electrónicas. El Grupo de Física Aplicada de la UIB, dirigido por el doctor Eduard Cesari, lleva casi dos décadas dedicándose a la investigación de este tipo de aleaciones con materiales como el cobre, el zinc o el aluminio, y estudiando procesos derivados de la transformación y aplicación de diversas aleaciones metálicas que puede ser aprovechados en campos como la medicina, la industria o la ingeniería.

El doctor Cesari explica que en el caso de este tipo de aleaciones estamos ante un cambio de sólido a sólido en el que se produce un cambio de volumen. En la fase martensítica (al enfriar) el material se debe acomodar, por tanto, a un volumen mayor. Y eso lo hace generando diferentes orientaciones cristalográficas que se denominan variantes. En este punto el material es maleable y aplicando un esfuerzo pueden favorecerse unas variantes frente a otras, deformándolo plásticamente. Eso sí, al volver a la temperatura inicial, el material recobra la simetría perdida y recupera también su forma inicial.

Un ejemplo Ilustrativo podría ser un hilo de níquel-titanio que en fase martensítica sea maleable. Podríamos ajustarlo, por ejemplo, al contorno de los dientes de un paciente que precise ortodoncia. Aunque parezca que el material ha quedado con la forma que le acabamos de dar, no es así, ya que el hilo de níquel-titanio, una vez colocado en la boca, recobrará la temperatura inicial y tenderá a recuperar su anterior forma, ejerciendo presión sobre los dientes del paciente. Esta aleación mantendrá, casi de forma constante, una presión sobre los dientes.

Por su superelasticidad estas aleaciones se emplean también en numerosos dispositivos de cirugía no invasiva, ya que permiten generar grandes deformaciones en el material que se recuperan cuando se elimina la carga. Esta propiedad posibilita aplicaciones en dispositivos utilizados en medicina, como los stents, prótesis tubulares que restablecen la capacidad de flujo de cualquier conducto corporal afectado de estrechamiento. Pero su campo de aplicación abarca, actualmente numerosos sectores que va desde su uso en antenas para satélites desplegables a sensores de distintas maquinarias, pasando por materiales para la construcción de puentes colgantes o dispositivos antisísmicos.

El grupo de Física Aplicada centra sus últimas investigaciones en las aleaciones con memoria de forma ferromagnéticas, en las que se puede inducir un cambio de fase mediante la aplicación de un campo magnético y hacerlo, además, de manera instantánea. Realizan experimentos sobre la estabilidad térmica y mecánica de asociaciones como la de Níquel-Manganeso-Galio o del Níquel con otros elementos, como el Hierro, el Cobalto o el Aluminio. Se trata de investigaciones básicas, sin las cuales no sería posible desarrollar nuevas aleaciones, y/o mejorar las conocidas, para ser posteriormente aplicadas en distintos campos con plenas garantías de fiabilidad.

Fuente:www.elmundo.es