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Top 10 nuevos usos sorprendentes para la espuma
En el mundo de los laboratorios, la espuma no es la espuma que hace que la cerveza se vea crujiente. Apareciendo como geles, sólidos, e incluso a nivel cuántico, la espuma está destinada a mejorar la vida de los seres humanos de manera notable.
Esta sustancia flexible genera innovación en combate, quirófanos y robótica. También fomenta un ambiente más seguro para el público. En su forma más extraña, la espuma se encuentra en el corazón de un misterio que cuestiona la naturaleza misma de la realidad.
10 Exploración submarina más profunda
La mayoría de los vehículos, barcos y aeronaves contienen algo llamado espuma sintáctica. El material es famoso por ser ligero, resistente y flotante. Esto hace que las partes sintácticas sean perfectas para los submarinos, excepto por una cosa. Se caen de los moldes de inyección como piezas más pequeñas que necesitan ser unidas entre sí, y cualquier tipo de costura es vulnerable a fallas.
En 2018, los científicos pensaron que la impresión 3D resolvería esto imprimiendo la parte completa en lugar de las secciones. No fue fácil. La espuma sintáctica consiste en miles de millones de microesferas huecas, hechas de vidrio o cerámica, dentro de resina plástica.
Al principio, fueron aplastados mientras mezclaban la resina o obstruían la boquilla de la impresora. El éxito llegó cuando el equipo cambió a otra resina plástica y reemplazó las esferas con bolas de cenizas volantes. Mezclar los dos ingredientes tomó un gran control porque las bolas aún podían aplanarse. Sin embargo, al final, la idea funcionó.
Usando impresoras disponibles comercialmente, nacieron las primeras partes de espuma sintáctica intacta. Esto tiene un atractivo especial para los submarinos de aguas profundas. Los fabricantes ahora pueden considerar la idea de imprimir partes masivas como una sola unidad, lo que permite a los submarinos enfrentar la presión de bucear más profundo que antes.
9 Espuma que come asbestos
En una época, el asbesto era el material de elección para los edificios ignífugos. Hecho de magnesio y óxidos de silicio, era ignífugo y evitaba que el yeso se cayera de las paredes.
Cuando se dio cuenta de que el asbesto era un potente carcinógeno, se había utilizado durante décadas y se había instalado ampliamente en hogares, oficinas y escuelas. Retirar el material llevó tiempo y una billetera profunda. Peor aún, cuando el asbesto se desprende de una pared, algunas fibras pueden flotar en el aire y ser inhaladas.
En los últimos años, una empresa de protección contra incendios de Florida ideó una solución. Crearon una espuma especial hecha de iones fluoruro y ácidos. Cuando se inyectó en una pared, la espuma química rompió las fibras de asbesto en un silicato inofensivo. No solo le ahorra al propietario el costo de un nuevo muro y una posible enfermedad, sino que el material que queda detrás permanece resistente al fuego.
8 Primer Nanofoam Insonorizado
Cuando los rusos y los coreanos se juntan, las cosas se ponen interesantes. En este caso, los investigadores prepararon el primer nanofoam absorbente de sonido del mundo. Puede que no parezca mucho, pero este material innovador podría salvar vidas.
Usar la espuma como bloqueador de ruidos no es nada nuevo. Desafortunadamente, los intentos anteriores solo bloquearon las altas frecuencias y es el rango inferior lo que es perjudicial para los humanos. Las bajas frecuencias, como el infrasonido, pueden provocar problemas de salud.
El nuevo nanofoam es lo más cerca que los científicos han llegado a neutralizar el espectro inferior. Absorbió frecuencias tan bajas como 0.5-1.6 kHz. Los investigadores tomaron hojas de espuma absorbente del sonido todos los días e inyectaron cada uno con gránulos microscópicos de sílice y magnetita. Los pasos finales incluyeron remojar las hojas en nanopowder líquido y realizar un tratamiento ultrasónico antes de secarlas.
El material resultante fue similar a los aerogeles ampliamente utilizados, pero más barato y más fácil de usar. El futuro de nanofoam está destinado a ayudar un día a absorber grandes cantidades de ruido en un área determinada, desde el interior de un automóvil hasta un vecindario completo.
7 oro que flota
En 2015, los científicos suizos llevaron los metales preciosos a un nuevo nivel extraño: convirtieron el oro en espuma. Fibras diminutas llamadas fibrillas amiloides fueron recolectadas de proteínas de la leche y mezcladas en una solución salina de oro. El resultado fue una masa que se asemeja a un cruce entre cuerdas y gel.
El secado al aire dañó la delicada estructura, pero el paso final finalmente tuvo éxito cuando los investigadores descubrieron cómo cortar la masa con un baño de dióxido de carbono. La espuma de oro consistía en un 98 por ciento de aire, lo que le permite flotar en el agua.
Indistinguible del oro normal, también podría ser el siguiente paso para el metal en el negocio de la joyería. Como la espuma es mil veces más liviana que cualquier aleación de oro, un joyero puede moldear la pieza deseada a mano.
El color correcto también hace que el oro sea más buscado por el público que otros. El proceso de fabricación de la espuma se puede ajustar para ajustar la apariencia del oro. En particular, cuando se cambian las condiciones de reacción, el metal precioso se volverá rojo oscuro.
6 coches que dan vuelta en espuma
Al considerar cómo los automóviles contaminan el mundo, la mayoría de las personas solo piensa en los gases de escape. Sin embargo, los autos que son desechados del servicio anualmente contribuyen con millones de toneladas de desechos al planeta.
En particular, dos tipos de plástico son difíciles de reprocesar. El policarbonato (PC) reciclado y el poliuretano (PUR) necesitan un tratamiento químico complejo que a menudo no vale la pena.
En 2017, los investigadores encontraron una forma novedosa de reciclar las piezas de plástico de estos autos, incluidas la PC y PUR. Usando aceite de coco y microondas, los científicos convirtieron estas partes en una espuma multiuso.
Al principio, el plástico se recuperó como residuo en una forma utilizable y luego se fusionó con la espuma existente. Los intentos anteriores hicieron que la espuma cambiada se volviera frágil, pero los plásticos tratados con coco no tuvieron tal efecto secundario. La nueva espuma era estable y más resistente al fuego.
Este proceso de reciclaje convirtió dos fuentes principales de residuos plásticos en algo con muchos usos nuevos. Desde lo mundano hasta lo complejo, la espuma puede rellenar cojines o utilizarse como aislante en las industrias de construcción y automotriz.
5 espuma resistente a las balas
Afsaneh Rabiei, profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial, tenía un especial amor por las espumas metálicas compuestas (CMF). Después de pasar años desarrollando esta línea inusual de la familia de la espuma, Rabiei anunció algunas de sus cualidades más notables en 2015.
Por un lado, el material no le teme a una bala que perfora armaduras. Durante las pruebas, varias balas se hicieron polvo contra la espuma. Como es mucho más ligero que el metalizado, ofrece a los soldados y vehículos de la zona de combate más maniobrabilidad y protección.
Otra habilidad hace que los CMF sean el favorito de cualquiera que odie el fuego porque pueden soportar temperaturas impías. Además, los CMF son particularmente buenos para bloquear los rayos peligrosos, incluida la radiación de neutrones, los rayos gamma y los rayos X. Esto hace que la espuma metálica sea perfecta para viajes espaciales o para arrastrar desechos nucleares de manera segura de un lugar a otro.
4 vendas internas
La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de la Defensa (DARPA) es conocida por haber inventado una tecnología realmente ingeniosa, pero ¿inyectar enormes cantidades de espuma en el estómago de un soldado herido? Eso es exactamente lo que ocurrió con DARPA (menos el soldado).
Usando la siguiente mejor opción, los científicos tomaron cerdos y evaluaron el futuro de la espuma como una herramienta para los médicos en el campo de batalla. En el campo, la hemorragia interna es mortal. Necesita tratamiento lo antes posible. Pero a menudo, los soldados de combate no pueden alcanzar la mesa de operaciones durante algún tiempo.
La espuma de DARPA se inyecta como dos líquidos, y cuando se mezclan, el polímero híbrido resultante se hincha 30 veces en volumen. Mientras crece, la espuma abraza estrechamente los órganos y los tejidos antes de endurecerse. Este efecto de sellado disminuye la tasa de sangrado abdominal. La presencia de cualquier exceso de sangre tampoco interfiere con la forma en que se comporta la espuma.
La extracción solo requirió una incisión, y aproximadamente un minuto después, el cerdo no tenía espuma. El procedimiento incrementó drásticamente las tasas de supervivencia de los animales, dando esperanza de que la espuma podría mantener a los pacientes humanos con vida el tiempo suficiente para llegar al hospital.
3 robots con los músculos que se derriten
Hay una razón por la que los cirujanos, los ingenieros y DARPA sueñan con robots blandos. Las máquinas que cambian de forma pueden meterse en lugares estrechos y profundizar en los escombros de un desastre o detrás de un hígado humano.
En 2014, los investigadores del MIT lograron hacer un "músculo". El descubrimiento es el punto de partida de la destreza artificial que podría algún día rivalizar con la flexibilidad natural de un pulpo.
Increíblemente, este gran paso se logró mediante el uso de materiales que cualquier persona puede sacar de la tienda de artesanías, espuma de poliuretano y cera. Los ingenieros colocaron una celosía de espuma en un recipiente de cera fundida. Los cables pasaron una corriente eléctrica a través de la red y derritieron la cera. Esto hizo que el músculo robótico se suavizara.
Para devolverlo a un estado endurecido, la corriente simplemente se apagó y la cera se dejó enfriar. La futura evolución de la invención podría reemplazar la cera con fluidos robóticos que cambian de sólido a líquido bajo la influencia de campos magnéticos o corrientes eléctricas.
2 un corazon de trabajo
En 2015, algo notable cayó de una impresora 3D en la Universidad de Cornell. Era un corazón humano artificial hecho de espuma de memoria llamada espuma poroelástica o elastomérica. Lo que hace que este teletipo sintético sea notable es que bombea como el verdadero.
El dispositivo cardiovascular funciona con sensibilidad intuitiva a presiones biológicas y flujos de líquidos, todo gracias a la cubierta de espuma elástica. La circulación sanguínea efectiva no es la única virtud de esta maravilla en forma de fresa. Además de la impresora 3D, el corazón tenía forma con un molde reutilizable, una ventaja económica.
Si el corazón de espuma se patentara y llegara a la sala de operaciones, podría hacer que los trasplantes de corazón sean un procedimiento asequible.
1 tela del misterio del espacio
Hay evidencia de que la verdadera realidad del espacio es una espuma caótica. Los físicos llaman a estas partículas "espuma espacial". A decir verdad, nadie ha visto realmente espuma espacial porque es demasiado pequeña y, por ahora, existe como partículas teóricas.
La espuma espacial fue predicha en 1947 por físicos holandeses que sugirieron que podía observarse por la fuerza que ejercía sobre dos placas de metal. Las partículas crean ondas. Si la espuma espacial fuera real, solo podrían existir ondas cortas entre las placas y, finalmente, ser aplastadas por ondas más largas y más poderosas que empujan el metal desde el exterior. Este llamado "Efecto Casimir" se vio por primera vez en 1997.
Sin embargo, el mundo cuántico rara vez es tan simple. Otra prueba cronometró dos fotones expulsados de una explosión estelar. Si existe espuma espacial, su densidad disminuiría una a una e impediría que ambas llegasen juntas a un punto determinado.
Varios estudios de explosiones tuvieron diferentes resultados. A veces, los fotones llegaban juntos, y otras veces, uno ganaba la carrera. Era como si la espuma espacial apareciera para un experimento, y luego desapareciera completamente para el siguiente. Si se confirmara esta espuma, no solo cambiaría la forma en que los científicos ven el tejido mismo del espacio, sino también el de la realidad.