Mundo, 26 de dic 2025 (ATB Digital).- La cerámica siempre ha tenido fama de frágil. Al igual que una taza de porcelana que se hace añicos al menor golpe, los materiales cerámicos tradicionales, aunque duros, no toleran bien la tensión o la flexión. Esa debilidad ha limitado su uso en aplicaciones estructurales donde se enfrentan a impactos o vibraciones. Sin embargo, un equipo de investigadores en Estados Unidos ha logrado algo que podría cambiar esa percepción: una cerámica inteligente 3D que puede doblarse y absorber energía sin romperse.
Una solución al problema de la escala
El avance proviene del laboratorio del profesor Hang Yu en Virginia Tech, quien ha estado investigando este desafío desde su etapa como posdoctorado en el MIT. El problema no era solo que las cerámicas fueran frágiles, sino que sus versiones con «memoria de forma» solo funcionaban a pequeña escala. A mayor tamaño, estos materiales simplemente se fracturaban.
El equipo de Yu, en colaboración con el doctorando Donnie Erb y el investigador posdoctoral Nikhil Gotawala, encontró una forma de incrustar partículas cerámicas funcionales dentro de una matriz metálica mediante un proceso sólido conocido como deposición por fricción-agitación aditiva (AFSD). En términos simples, esto permite mezclar metales y cerámicas a altas presiones pero sin fundirlos, lo que reduce los defectos y mantiene la estructura intacta.
La magia de la transformación martensítica
Lo más interesante es que estas partículas cerámicas no están solo como relleno. Conservan su capacidad de cambiar de fase interna cuando son sometidas a tensión o calor, algo conocido como transformación martensítica. Esta propiedad les permite deformarse y luego recuperar su forma, como un resorte invisible dentro del material. Este comportamiento disipa energía, lo que hace que el compuesto resultante sea mucho más resistente a los golpes o vibraciones.
Para entenderlo mejor, imaginemos una raqueta de tenis cuyo marco, en lugar de romperse con un impacto fuerte, absorbe la energía del golpe y vuelve a su forma original. Esa es la clase de comportamiento que ahora es posible con este nuevo compuesto.
Impresión 3D de materiales avanzados
Una de las claves del proyecto es que este nuevo material no solo es fuerte y funcional, sino que también puede fabricarse a escala industrial usando impresión 3D. El proceso AFSD permite crear objetos tridimensionales densos y sin porosidad, manteniendo intactas las propiedades de los componentes cerámicos. Esto marca una diferencia importante frente a métodos tradicionales que a menudo requieren hornos, tratamientos largos y control de temperatura extremo.
En este caso, la impresora funciona como una batidora industrial: en lugar de fundir los ingredientes, los amasa bajo presión y calor controlado. El resultado es un «pastel» sólido y uniforme donde cada componente conserva su función.
Aplicaciones potenciales
Las posibilidades que se abren con este desarrollo son amplias. Desde componentes para defensa y aeroespacial que deben resistir impactos y vibraciones, hasta equipos deportivos de alto rendimiento que combinan ligereza con absorción de energía. Por ejemplo, un palo de golf fabricado con este material podría reducir las vibraciones en el impacto sin perder rigidez ni aumentar peso.
En infraestructuras, se podrían diseñar soportes o componentes estructurales que amortigüen sismos o impactos mecánicos. En el sector aeroespacial, componentes expuestos a fluctuaciones térmicas o mecánicas constantes podrían beneficiarse de este tipo de composición.
De la investigación al mercado
Este avance también destaca por su escalabilidad. No se trata de una prueba de laboratorio sin proyección industrial, sino de un proceso que puede integrarse en la fabricación real. Yu y su equipo han trabajado con el apoyo de la National Science Foundation y el US Army Research Laboratory, lo que indica un interés concreto en aplicaciones prácticas.
El equipo publicó su investigación en Materials Science and Engineering: R: Reports, una revista de referencia en el ámbito de los materiales. Allí detallan cómo el nuevo compuesto soporta cargas de tensión, flexión y compresión sin fracturarse, comportándose como un material multifuncional que combina lo mejor de la cerámica y el metal.
Cerámicas del futuro
Este tipo de desarrollo invita a repensar los materiales que usamos todos los días. Así como el acero reemplazó a la madera en ciertas construcciones por su resistencia, los composites cerámico-metálicos podrían convertirse en la base de nuevas generaciones de estructuras que hoy parecerían imposibles.
El desafío ahora estará en adaptar diseños y procesos industriales para aprovechar al máximo estas propiedades. Como ocurre con toda tecnología emergente, pasar de la innovación al uso masivo requiere tiempo, pero los primeros pasos ya están dados.
Fuente: wwwhatsnew