Científicos crean una superaleación usando 5 metales que es el doble de resistente que el acero

Unos investigadores demostraron que controlar la organización de los átomos durante el proceso de aleación permite obtener un metal con una resistencia muy superior. Los científicos consideran que su trabajo abre nuevas posibilidades para desarrollar materiales más eficientes en sectores de alta exigencia.

El avance publicado en Science no se basa solo en la combinación de distintos elementos, sino en la manera en que estos se acomodan dentro de la aleación. Gracias a este método, los especialistas fabricaron un material que alcanza el doble de resistencia del acero y supera a otras aleaciones elaboradas con técnicas convencionales.

¿Cómo lograron fabricar esta nueva superaleación?

Para crear la nueva aleación, los expertos combinaron cinco metales: hafnio, niobio, tantalio, titanio y circonio. Después de una etapa inicial de fusión a alta temperatura, redujeron el calor hasta 550 °C y mantuvieron el material en esas condiciones durante varias horas e incluso días.

El mejor resultado apareció después de aproximadamente 32 horas de tratamiento térmico. Ese proceso permitió obtener una aleación refractaria de alta entropía (RHEA), cuya estructura interna mostró una organización mucho más uniforme que la lograda mediante métodos tradicionales.

'Durante más de un siglo, el desarrollo de aleaciones se ha centrado en la composición y el procesamiento. Nuestro trabajo sugiere que la forma en que los átomos se organizan durante la fabricación puede ser igual de importante', destacó Jian-Feng Nie, científico de materiales de la Universidad de Monash.

Una estructura atómica que multiplica la resistencia del material

El secreto de esta superaleación reside en la disposición de sus átomos. Durante el tratamiento térmico, estos forman granos mucho más pequeños, compactos y conectados entre sí, lo que reduce la presencia de defectos internos que suelen debilitar los metales convencionales.

Las pruebas realizadas confirmaron que el nuevo material resulta dos veces más resistente que el acero, tres veces más resistente que el aluminio y también duplica la resistencia de una aleación idéntica fabricada mediante procesos tradicionales. Además, alcanzó una resistencia a la compresión superior a los dos gigapascales sin perder ductilidad, una propiedad que permite deformar el metal sin que se fracture.

'Al controlar cuidadosamente cómo se organizan los átomos durante el procesamiento, pudimos crear una estructura altamente conectada con una resistencia y estabilidad excepcionales', explicó Yu Zhang, científico de la Universidad de Chongqing.

El avance que podría cambiar el futuro de la fabricación de metales

Los autores del estudio consideran que esta estrategia representa un cambio importante para el diseño de nuevos materiales. En lugar de añadir cada vez más elementos de aleación para mejorar el rendimiento, ahora existe la posibilidad de optimizar la estructura interna del metal y conseguir mejores propiedades con una menor cantidad de componentes.

'Si este concepto puede aplicarse de forma más amplia, podría abrir la puerta a materiales con propiedades que antes se consideraban inalcanzables', afirmó Jian-Feng Nie. El investigador señaló que esta técnica también podría favorecer una producción más eficiente, sostenible y económica para numerosos sectores industriales.

El equipo prevé profundizar en el comportamiento de los átomos para comprender por qué adoptan esta organización durante el proceso de fabricación. Yiannis Ventikos, decano de Ingeniería de la Universidad de Monash y ajeno al estudio, resumió la relevancia del trabajo: 'Esta investigación sugiere que realmente podemos diseñar la forma en que los átomos se organizan, creando oportunidades para desarrollar materiales con capacidades que antes estaban fuera de nuestro alcance'.