Este es el material más duro y resistente de la Tierra que bate todos los récords

Una aleación metálica hecha de cromo, cobalto y níquel, dio origen al material más resistente de la Tierra denominada CrCoNi, gracias a científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) y del Laboratorio Nacional Oak Ridge.

Este metal no solo es bastante fuerte, es decir, que resiste la deformación permanente. También es maleable y su resistencia y ductilidad mejoran a medida que se enfría.

If you’ve ever seen a science teacher dunk stuff in liquid nitrogen, you know most materials get brittle as they get colder. This material does the opposite. 💪 https://t.co/AKOCIsOOsz

— Berkeley Lab (@BerkeleyLab) December 20, 2022

Los hallazgos, publicados en la revista Science, describen estas dos propiedades que desembocan en que CrCoNi es el material más duro de la Tierra. “Este material es ambas cosas. En lugar de volverse quebradizo a bajas temperaturas, se vuelve más resistente”, aseguró a Berkeley Lab el codirector del proyecto, Easo George.

Imágenes generadas por microscopía que muestran la trayectoria de una fractura y la deformación de la estructura cristalina que la acompaña en la aleación de CrCoNi a escala nanométrica. Berkeley Lab.

CrCoNi es un subconjunto de una clase de metales llamados aleaciones de alta entropía (HEA). Todas las aleaciones en la actualidad contienen una alta proporción de un elemento con cantidades más bajas de elementos adicionales agregados, pero los HEA están hechos de una mezcla igual de cada elemento constituyente.

El equipo empezó a trabajar con CrCoNi y otra aleación con más manganeso y hierro (CrMnFeCoNi) hace casi 10 año. Para examinar las estructuras reticulares de muestras de CrCoNi, fracturadas a temperatura ambiente y a 20 grados Kelvin, los científicos utilizaron difracción de neutrones, difracción de retrodispersión de electrones y microscopía electrónica de transmisión.

“Es divertido porque los metalúrgicos dicen que la estructura de un material define sus propiedades, pero la estructura del NiCoCr es la más simple que se pueda imaginar: son solo granos”, agregó Robert Ritchie, codirector de la investigación.

Las recetas atómicas en la ciencia

Imágenes generadas a partir de microscopía electrónica de barrido, muestran las estructuras de grano y las orientaciones de la red cristalina de (A) aleaciones CrMnFeCoNi y (B) CrCoNi.

Estas recetas atómicas equilibradas parecen otorgar a algunos de estos materiales una combinación alta de resistencia y ductilidad, lo que se denomina “tenacidad”.

Los HEA han sido un área imporante de investigación desde que se desarrollaron por primera vez hace unos 20 años, pero la tecnología necesaria para llevar los materiales al límite en pruebas extremas no estuvo disponible hasta hace poco.