MATERIALES NANOCOMPUESTOS PARA FUTURAS ESTRUCTURAS AERONÁUTICAS

Actualmente las nanotecnologías se consideran un aspecto integral de las futuras estructuras aeronáuticas, lo que supone una optimización en términos de materiales y diseño avanzados. Así, estas estructuras requerirán materiales de nueva generación con altas prestaciones, menores costes, robustos y multifuncionales, en el desarrollo de los cuales se prevé un impacto importante de las nanotecnologías.

Los nanomateriales se pueden clasificar en tres grupos según su forma:
· 3D Las tres dimensiones son nanométricas: nanopartículas. Las más comunes son SiO2, SiC, Si3N4, TiO2, Al2O3, ZnO, CaCO3 y BaSO4.
· 2D. Dos de las dimensiones en la nanoescala: nanotubos y nanofibras. Los más atractivos y citados son los nanotubos y las nanofibras de carbono.
· 1D. Solamente una dimensión en la nanoescala: nanoláminas. Las más comunes son los filosilicatos.

El gran interés de los nanomateriales reside en las propiedades únicas que exhiben (interfaciales, mecánicas, térmicas, electrónicas, eléctricas, magnéticas y ópticas), debido a su pequeño tamaño y a su alto grado de perfección. El reto se encuentra, por lo tanto, en trasladar estas propiedades desde la nanoescala a materiales y estructuras en la macroescala.

Con la introducción de estos nuevos materiales en los elementos aeronáuticos de materiales compuestos se pretende mejorar su comportamiento estructural (mayor resistencia al impacto y estabilidad térmica, menor absorción de humedad…) y su funcionalidad (conductividad eléctrica y térmica, resistencia al fuego, dureza superficial…). Esto permitiría eliminar actuales restricciones de los materiales compuestos y con ello un importante ahorro de coste y peso.
En este sentido se ha llevado a cabo un desarrollo experimental de materiales nanocompuestos con dos objetivos fundamentales:
· Aumentar la conductividad eléctrica de las resinas epoxi
· Mejorar las propiedades mecánicas de dichas resinas.

Estas aplicaciones de los nanomateriales se consideran dos de las más prometedoras para las futuras estructuras aeronáuticas de material compuesto. Para el desarrollo de materiales nanocompuestos se ha puesto a punto un proceso de dispersión de nanomateriales en distintas resinas epoxi: resinas convencionales y resinas utilizadas en estructuras aeronáuticas. Asimismo, se han seleccionado los nanomateriales más apropiados para cada aplicación.

En cuanto a la mejora de conductividad eléctrica, los trabajos realizados han demostrado la capacidad de los nanotubos y nanofibras de carbono de aumentar considerablemente la conductividad de las resinas epoxi en varios ordenes de magnitud, superándose el límite de percolación de la resina y obteniéndose lo que se denomina un "material nanocompuesto conductor".

Con respecto a la mejora de propiedades mecánicas, los resultados son prometedores, habiéndose logrado un aumento importante de la tenacidad de la resina (2,5 veces el valor original) con los materiales nanocompuestos desarrollados. Se ha comprobado que estos materiales permitirían superar la restricción convencional de que un aumento de la tenacidad implica un detrimento del modulo, lo cual se puede considerar un avance importante para el uso de materiales nanocompuestos en estructuras aeronáuticas.

Por último, se está trabajando en el crecimiento de nanotubos de carbono sobre fibras de carbono, utilizando la técnica de deposición química en fase vapor (CVD), lo cual supondría un refuerzo considerable de los materiales compuestos en la dirección transversal. Se ha logrado hasta el momento un crecimiento prometedor de nanotubos de carbono sobre tejido de fibra de carbono.

Asignatura: E.E.S

Seccion: 1

Saithrhu R. Gonzalez C.