Compuestos aeroespaciales: impulsando la ingeniería aeronáutica

Los materiales nuevos y mejorados están revolucionando el mundo de la ingeniería aeroespacial. En este artículo, exploraremos algunos de los nuevos materiales compuestos que nos permiten llegar a Marte y más allá.

Compuestos aeroespaciales: Fibra de carbono, nanotubos y grafeno

La fibra de carbono fue construida por primera vez en el siglo XIX para uso en filamentos de bombillas, utilizando materiales como bambú y algodón. No fue hasta mediados del siglo XX que los investigadores exploraron este material como un posible elemento estructural.

Hoy en día, la mayoría de las fibras de carbono se fabrican a partir de poliacrilonitrilo. Estas diminutas fibras individuales se unen con la ayuda de un aglutinante plástico para formar un material extremadamente fuerte y ligero. El ahorro de peso que se logra con los materiales de fibra de carbono significa un menor consumo de combustible para los cohetes que llegan al espacio, aviones en vuelo e incluso para tu próximo paseo en bicicleta.

Podemos considerar otros compuestos aeroespaciales, nanotubos de carbono, grafeno y buckminsterfullereno como la próxima evolución en la tecnología de materiales de carbono. Cada uno de estos materiales está compuesto solo de átomos de carbono enlazados con tres de sus vecinos atómicos.

Aerogel para aeroespacial y defensa

Samuel Stephens Kistler creó el aerogel en 1931 al eliminar el líquido de una gelatina. La sustancia sólida resultante es principalmente aire. El aerogel moderno se forma a menudo a partir de silicio, eliminando moléculas líquidas para crear una sustancia extremadamente porosa que puede consistir en más del 99% de aire por volumen.

Debido a su construcción como aire "estacionario", el aerogel es un aislante fantástico. La conductividad térmica puede ser menor que la del gas que contiene, gracias a su alta porosidad y al Efecto Knudsen, que restringe el movimiento molecular y, por lo tanto, la transferencia de energía térmica. Esta porosidad también hace que el aerogel sea hidrofílico y capaz de absorber una gran cantidad de humedad. Sin embargo, los aditivos pueden hacerlo resistente al agua.

Estas propiedades hacen del aerogel un material fantástico con una amplia gama de aplicaciones potenciales, incluyendo en la NASA. En su forma cruda, puede ser bastante frágil y, sin duda, es algo exótico, pero se ha utilizado para aplicaciones más terrestres donde se requiere un aislamiento extremo en un volumen mínimo.

Impresión 3D de metal, tratamiento térmico avanzado, composites aeroespaciales y más allá

A lo largo de la historia, los avances en la metalurgia han impulsado a la sociedad hacia adelante. Aunque no es un material nuevo como tal, la capacidad de imprimir metales en 3D nos permite formar formas que antes habrían sido imposibles. Considere que la impresión 3D se utiliza extensamente en la construcción de cohetes.

Además de la impresión 3D, la forma en que se calientan y enfrían los metales para mejorar sus propiedades sin duda continuará utilizándose en la ingeniería espacial y de aviación. Podemos esperar ver una amplia gama de nuevas piezas aeroespaciales fabricadas con metal, silicio y carbono que nos impulsarán hacia el futuro.