Templado mecánico: Mientras más pequeño, más resistente

Muchas teorías han intentado explicar porqué mientras más pequeña es una estructura de metal, más resistente es. Ahora se sabe el porqué… o al menos hay una teoría sustentable al respecto. Es que científicos de la División de Ciencia de los Materiales del Lawrence Berkeley National Laboratory, junto a colegas del Centro de I+D de General Motors usaron un microscopio electrónico de barrido para grabar el proceso de compresión de un pilar de níquel de 150 nm de diámetro.

Los investigadores observaron que a nanoescala, cuando los pilares de niquel son comprimidos, presentan menos “defectos” (ver la imagen). Estos defectos (dislocaciones, en la jerga ingenieril) son removidos de la estructura mediante un proceso nunca antes observado, denominado “templado mecánico” (mechanical annealing).

“Lo que controla la deformación de un objeto metálico es la forma en que sus defectos, llamados dislocaciones, se mueven a lo largo de los planos de su estructura cristalina”, dice Andrew Minor, uno de los científicos. “El resultado del deslizamiento de las dislocaciones es la deformación plástica”, añade Minor. Las dislocaciones de los nanopilares de níquel fueron removidas por la compresión, reduciendo la densidad de las dislocaciones en 15 órdenes de magnitud, produciendo un “cristal perfecto”. Éste es precisamente el proceso de templado mecánico que comentabamos anteriormente.

Lo interesante fue que cuando se usaron pilares de 300 nm en lugar de los de 150 nm, el templado mecánico no fue completo, sino que algunos defectos persistían, haciendo la estructura menos resistente que la de 150 nm. Esta investigación supone un gran aporte para la floreciente industria de la nanotecnología.

Los resultados fueron publicadidos en el número de enero de 2008 de Nature Materials.

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