Investigadores británicos desarrollan un nuevo hidrogel capaz de absorber disparos a 1,5 kilómetros por segundo y conservar el proyectil
Los móviles siguen avanzando tecnológicamente año tras año, pero uno de sus mayores problemas continúa siendo un gran quebradero de cabeza para los usuarios: la fragilidad de sus componentes, especialmente las pantallas. Aunque en España hay numerosos modelos ultrarresistentes, diseñados para absorber los impactos más fuertes y resistir condiciones extremas, las sucesivas mejoras en tecnologías como el Gorilla Glass no los han hecho irrompibles… todavía.
Una reciente investigación a cargo de científicos de la Universidad de Kent (Reino Unido) está a punto de cambiar las cosas, aunque su objetivo no fuera ese en un primer momento. El avance, que se basa en una proteína de las células humanas llamada talina, implica la creación de un nuevo material que puede absorber el impacto de todo tipo de proyectiles, incluidos los disparados a velocidades superiores a la del sonido. El material podría servir en la industria aeroespacial y hasta en la fabricación de carcasas para móviles, que los convertirían en prácticamente indestructibles.
Eso sí, el principal uso de este nuevo material está destinado a mejorar los chalecos antibalas y equipos de protección de policías y militares, ya que potencias como China ya están desarrollando experimentos con balas hipersónicas que «hacen cráteres en el cuerpo». Los disparos de las balas contra cerdos, llevados a cabo para comprender los efectos del impacto de las armas hipersónicas simulando un cuerpo humano, se produjeron a una velocidad de 4.000 metros por segundo. Un chaleco antibalas fabricado con el innovador material basado en la talina sería eficaz de proteger a quien lo lleve contra proyectiles disparados a esa velocidad.
Amortiguación de impactos
El cuerpo humano y el reino animal en su conjunto guardan todavía muchos secretos que pueden ser utilizados para desarrollar materiales con propiedades mecánicas innovadoras. El problema es que, fuera del sector biomédico, pocos científicos han aprovechado estos recursos naturales para el desarrollo de materiales que ofrezcan mejoras de los ya existentes en el mundo real, fuera de un laboratorio.
Ese es precisamente el objetivo del biólogo Ben Goult, autor principal de la investigación publicada en BioRxiv que está aún pendiente de revisión por pares y demuestra que la talina puede mejorar drásticamente el rendimiento de los actuales chalecos antibalas. Y es que este elemento defensivo puede impedir que la metralla y las balas alcancen a la persona que lo lleva, pero aún no es capaz de absorber la energía cinética del proyectil.
De hecho, la fuerza con la que la bala impacta en el chaleco puede provocar heridas en quien lo lleva, algunas de gravedad. Además, si es lanzada a velocidades superiores a la del sonido, puede hacer inservibles las pesadas capas de cerámica y fibras que componen estos accesorios defensivos. Incluso si la bala no los atraviesa, los chalecos que han recibido impactos se descartan y no tienen un segundo uso, ya que su seguridad estructural puede estar comprometida.
Goult y su equipo han analizado cómo la talina, que ayuda a las células a desplazarse por el cuerpo y puede desempeñar también un papel en el almacenamiento de la memoria, puede actuar como «amortiguador natural». Esto es debido a que las moléculas de esta proteína contienen estructuras que, una vez sometidas a tensión, se despliegan y estiran de forma natural. Liberada la tensión, las estructuras vuelven a plegarse y pueden realizar esta maniobra tantas veces como sea necesario sin dañar en ningún caso la célula.
Para desarrollar el innovador material, los investigadores de la Universidad de Kent unieron un gran número de moléculas de talina en una red para crear un hidrogel que ha bautizado como TSAM (siglas en inglés de Talin Shock Absorbing Materials o materiales amortiguadores de talina).
Para comprobar su eficacia, Goult aplicó el hidrogel sobre una placa de aluminio antes de disparar contra ella pequeñas partículas de basalto y trozos de aluminio algo más grandes. Para ello utilizaron uno de los cañones de gas ligero más potentes de Europa, que puede lanzar proyectiles a más de 5.000 km/h. El material no sólo logró proteger la placa de aluminio y absorber el impacto de los proyectiles, sino que consiguió capturar las partículas sin destruirlas.
«Cuando se sometieron a disparos supersónicos a 1,5 kilómetros por segundo, nuestros TSAM no sólo absorbieron el impacto, sino que también capturaron y conservaron el proyectil, lo que los convierte en el primer material proteínico del que se tiene constancia que lo consigue», señala Goult en IFLScience. «Esta preservación de las partículas fue muy emocionante para los físicos, ya que era el primer material que habían visto que capturaba las partículas intactas».
El éxito del experimento ha llevado al equipo responsable del desarrollo de este material a entablar conversaciones preliminares con el Ministerio de Defensa del Reino Unido, para empezar las pruebas de campo. El objetivo ahora es probar distintas regiones de la molécula de talina, para explorar la posibilidad de desarrollar materiales similares basados en el hidrogel, pero con propiedades ligeramente distintas.
Otros usos
La industria militar no es la única interesada en este tipo de materiales. De hecho, el potencial es incluso mayor en el sector aeroespacial, que desde hace años utiliza materiales disipadores de energía de impacto con distintos objetivos. El principal es proteger equipos como la Estación Espacial Internacional de la basura espacial, el polvo o los micrometeoritos que pueden dañar su estructura.
Los aerogeles actualmente utilizados para capturar estos proyectiles espaciales basan su funcionamiento en convertir la energía cinética del impacto en energía mecánica y térmica. Pero esto puede llegar a ser peligroso, ya que el aumento de la temperatura puede provocar la fusión de la estructura del aerogel, inutilizándolo para el siguiente impacto, y alterar la composición química de los proyectiles capturados.
Así, el TSAM y otros materiales desarrollados a partir de la talina tienen un enorme potencial para sustituir a estos aerogeles, ya que no se calientan tanto. De este modo, una capa exterior a base de talina en una nave como Orión o en la propia Estación Espacial Internacional podría servir para protegerlas y para analizar posteriormente los micrometeoritos o la basura espacial que impacte contra ellas a altas velocidades.
Quizá no haya que mirar a las estrellas para ver sus primeros usos. El propio Goult afirma que, «además de su posible uso en blindajes corporales basados en talina y en los sectores aeroespacial y de defensa, estos materiales amortiguadores son muy solicitados para la fabricación de productos comerciales de nueva generación (por ejemplo, fundas de teléfonos móviles, zapatillas de correr o parachoques de coches)».
Una carcasa con una capa de talina conseguiría así que los móviles fueran prácticamente indestructibles, capaces incluso de salvar vidas, como hizo este Samsung S20 Ultra con un soldado en la guerra de Ucrania.
Fuente: elespanol.com