Desvelando las fracturas en la materia blanda: Una nueva mirada a los materiales sostenibles

Milán, 3 de julio de 2024 – Una nueva teoría ha descifrado finalmente los mecanismos físicos de la fractura en materiales blandos. Este descubrimiento revolucionario pronto dará lugar a nuevos materiales sin defectos, más resistentes y duraderos, ¡y por lo tanto “ecológicos”! El artículo Inestabilidad elástica detrás de la fractura frágil fue publicado recientemente por Physical Review Letters. “Hemos revelado que la fractura se propaga desde la superficie libre del material, comenzando con una inestabilidad elástica que rompe la simetría del objeto. Luego, la rotura se extiende drásticamente con una intrincada red de grietas que se propagan como un fenómeno turbulento similar a lo que observamos en los fluidos, como durante la formación de vórtices”, explica Pasquale Ciarletta del Laboratorio MOX, Departamento de Matemáticas del Politécnico de Milán. Este descubrimiento estimula aplicaciones significativas en varios sectores tecnológicos. Por ejemplo, en la producción de micro y nano dispositivos, donde los materiales deben ser extremadamente resistentes y sin defectos. Comprender cómo se forman las grietas puede conducir al diseño de materiales más robustos y duraderos. En el campo de la electrónica de consumo, esto podría conducir a la creación de dispositivos como teléfonos inteligentes, tabletas y portátiles con pantallas que resisten mejor los golpes y las caídas, reduciendo así la frecuencia de las reparaciones y los reemplazos. En el sector médico, los dispositivos implantables como marcapasos y prótesis podrían beneficiarse de materiales más seguros y duraderos, mejorando críticamente la salud de los pacientes. En la industria aeroespacial, comprender y prevenir las fracturas de materiales puede conducir a estructuras más robustas y fiables, reduciendo los riesgos asociados con los viajes espaciales y aéreos. “Los resultados de esta investigación no solo allanan el camino para estudios futuros destinados a desarrollar materiales con propiedades mecánicas sin precedentes, sino que también tienen un impacto ambiental positivo al reducir la necesidad de reemplazos frecuentes de productos y disminuir los residuos. Esto puede contribuir a una producción más sostenible y un uso más eficiente de los recursos naturales”, concluye Davide Riccobelli del Departamento de Matemáticas del Politécnico de Milán. El estudio fue realizado por un equipo internacional de investigadores, liderado en el Politécnico de Milán por Davide Riccobelli y Pasquale Ciarletta, en colaboración con la Universidad de la Sorbona, la École Polytechnique y ESPCI en París, demostrando que las colaboraciones internacionales continúan jugando un papel crucial en la expansión de las fronteras de la ciencia de los materiales.