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Ciencia de los
Materiales
Averiguan Por Qué lo Pequeño es Más Fuerte
13
de Febrero de 2008.
 Cuando
las estructuras hechas de metal se miniaturizan más, y sus dimensiones
se acercan a la escala del micrómetro o menos, se hacen más fuertes. Los
científicos descubrieron este fenómeno hace 50 años mientras medían la
resistencia mecánica de unas piezas de estaño con forma de pelos de
bigote, diámetro de unos micrómetros y longitud de unos milímetros. Se
han propuesto muchas teorías para explicar por qué lo más pequeño es más
fuerte, pero sólo recientemente ha sido posible ver y grabar lo que
sucede en las estructuras diminutas bajo tensión.
 Menéame
Andrew Minor, de la División de Ciencias de los Materiales en el
Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, junto con colegas de la compañía
Hysitron Incorporated y el Centro de Investigación y Desarrollo de la
firma General Motors, utilizaron un microscopio electrónico para grabar
lo que sucede cuando unos pilares de níquel con diámetros entre 150 y
400 nanómetros son comprimidos bajo una "prensa" plana hecha de
diamante. El microscopio está equipado para que las muestras sometidas a
tensión sean medidas y grabadas en vídeo mientras son observadas bajo el
haz electrónico.
En general, la deformación mecánica tiende a aumentar el número de
dislocaciones en un material. Pero para las estructuras de pequeña
escala, con una proporción mucho mayor de área de la superficie con
respecto al volumen, el proceso puede ser muy diferente. Las imágenes
obtenidas con el microscopio electrónico ayudaron a los investigadores a
entender por qué los pilares de níquel de tamaño nanométrico son tan
fuertes. En las imágenes lograron observar los cambios en la
microestructura de esos pilares durante la deformación, incluso un
proceso nunca antes observado al que los investigadores denominaron
"templado mecánico". En los materiales en porciones grandes, el
endurecimiento o temple, un tratamiento que reduce la densidad de los
defectos, se consigue normalmente por medio del calor.
Antes de la prueba, los pilares nanométricos de níquel estaban llenos de
dislocaciones. Pero cuando los investigadores comprimieron los pilares,
llegaron a ver una situación en la que todas las dislocaciones se
eliminaron del material, reduciendo literalmente la densidad de las
dislocaciones en 15 órdenes de magnitud y produciendo un cristal
perfecto.
Información adicional en:
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