Científicos dan un paso de gigante hacia el cristal irrompible

Un equipo de científicos afirma haber descubierto un nuevo tipo de cristal casi indestructible, un polímero inspirado en la concha de los moluscos marinos que eliminará la destrucción en pantallas de teléfono, faros de coche o ventanas.

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Según uno de los autores del estudio — el profesor asociado del departamento de bioingeniería de McGill University Allen Ehrlicher y coautor del artículo — “hasta ahora ha habido compromisos entre la alta resistencia, la dureza y la transparencia [en los nuevos cristales]”. Pero Ehrlicher afirma que el nuevo material resuelve este triángulo, consiguiendo ser tres veces más resistente que el cristal y cinco veces más resistente a las fracturas”.

En la investigación publicada en el prestigioso diario científico Sience, los inventores afirman que la inspiración para la creación de este nuevo material potencialmente revolucionario ha sido el nácar del interior de las conchas de algunos moluscos marinos.

Cómo funciona

El nácar no se rompe con facilidad debido a una estructura nanoscópica muy particular que le permite tener la rigidez de un material duro combinada con la longevidad de un material blando. “Es lo mejor de los dos mundos”, dice Ehrlicher. “Está hecho con piezas rígidas de una materia parecida a la tiza que se sitúa por capas con proteínas blandas muy elásticas”, asegura. “Esta estructura produce una dureza excepcional, haciéndolo 3000 veces más duro que los materiales que lo componen”.

La clave está en que las “fracturas” ya están incorporadas en el nácar. Si recibe un golpe, es extremadamente difícil que una fractura pueda extenderse por toda la estructura del panel de cristal: las nanofracturas evitan la propagación de la rotura.

Los científicos de la McGill University ya habían intentado crear una copia del nácar, pero el proyecto llego a su final porque no fueron capaces de hacerlo lo suficientemente transparente. En aquel invento, utilizaron un láser para realizar pequeñas fisuras invisibles en un cristal. Este grabado invisible incrementó la resistencia y dureza pero redujo la transparencia, haciendo imposible su uso en aplicaciones prácticas.

El nuevo cristal no tiene ningún problema de transparencia, apunta Ehrlicher. En esta ocasión no usaron el grabado con láser sino un nuevo sistema de fabricación que emula la fabricación del nácar natural. Para hacerlo combinaron capas de copos de cristal a escala nanoscópica con un componente acrílico.

Pero para que funcione correctamente, tanto el cristal como el material acrílico deben tener el mismo índice refractivo de los materiales. De esa forma, los fotones que pasan por ambos materiales son desviados exactamente en la misma dirección y ángulo. Al no haber diferencia, la luz pasa sin ser deformada y no se reduce la transparencia. Según el autor principal del estudio, Ali Amini, esto es lo que consigue que el material sea transparente.

Un cristal legendario

En el anuncio de este gran invento, McGill University compara este material potencialmente revolucionario con el legendario cristal flexible del Emperador Romano Tiberius Caesar. El inventor de este material llevó una fuente a Tiberius y demostró que, al intentar romperlo, el cristal no se rompía en mil pedazos: sólo aparecía una pequeña rotura en el lugar del impacto pero el resto de cristal permanecía intacto.

Así es exactamente cómo se comporta el material de los ingenieros de McGill. Si son capaces de llevar su invento a la fabricación industrial, tiene el potencial de cambiar radicalmente la vida de nuestros gadgets y los costes asociados a su mantenimiento.