Investigadores japoneses desarrollan una revolucionaria aleación ligera y superelástica a base de titanio y aluminio ideal para temperaturas extremas

Funciona desde -269 °C hasta +127 °C, lo que permite su uso en aplicaciones extremas como la exploración espacial y la tecnología criogénica.

Avance en aleaciones superelásticas: un paso hacia la sostenibilidad y la exploración espacial

Investigadores de la Universidad de Tohoku han desarrollado una innovadora aleación superelástica a base de titanio y aluminio (Ti-Al). Este nuevo material no solo es ligero y resistente, sino que también presenta una capacidad superelástica excepcional en un amplio rango de temperaturas, desde -269 °C (temperatura del helio líquido) hasta +127 °C (por encima del punto de ebullición del agua). Este descubrimiento tiene un potencial significativo para diversas aplicaciones, incluyendo la exploración espacial y la tecnología médica, además de posibles avances en el sector de las energías renovables.

El profesor asistente Sheng Xu, del Instituto de Investigación Interdisciplinaria de la Universidad de Tohoku, destacó la importancia del amplio rango de operación de la aleación. «Esta aleación es la primera de su tipo en mantener superelasticidad en un espectro extremo de temperaturas, sin sacrificar su ligereza y resistencia. Esto permite aplicaciones prácticas que antes no eran viables, como el diseño de neumáticos superelásticos para exploración lunar, capaces de soportar las fluctuaciones térmicas en la superficie de la Luna.«

Aplicaciones en energías renovables y tecnología sostenible

La flexibilidad de esta aleación a temperaturas extremadamente bajas la convierte en un material prometedor para el desarrollo de infraestructuras relacionadas con el hidrógeno como fuente de energía limpia. A medida que la sociedad avanza hacia una economía del hidrógeno, contar con materiales que puedan operar de manera fiable en condiciones criogénicas es crucial para el almacenamiento y transporte de este combustible sostenible.

Además, la aleación podría desempeñar un papel clave en la eficiencia energética de sistemas de energía renovable, como turbinas eólicas y componentes de paneles solares que deben resistir cambios extremos de temperatura sin perder su integridad estructural. Esto podría traducirse en una mayor durabilidad y una reducción en la necesidad de mantenimiento, favoreciendo una menor huella de carbono y un menor impacto ambiental.

Ventajas sobre las aleaciones convencionales

La mayoría de las aleaciones con memoria de forma, capaces de recuperar su estructura original tras la aplicación de una fuerza externa, están limitadas a rangos de temperatura específicos. La nueva aleación Ti-Al supera esta limitación, ofreciendo una mayor versatilidad en campos que requieren materiales con fuerza y flexibilidad excepcionales, desde la exploración espacial hasta dispositivos médicos de uso cotidiano, como los stents utilizados en cirugías cardiovasculares.

Proceso de diseño y perspectivas futuras

El equipo de investigación empleó técnicas avanzadas de diseño de aleaciones y control microestructural. Utilizando diagramas de fases, seleccionaron con precisión los componentes y proporciones de la aleación. Además, optimizaron los procesos de tratamiento térmico y manufactura para alcanzar las propiedades deseadas.

Los efectos de este descubrimiento van más allá de las aplicaciones inmediatas. «Este hallazgo no solo establece un nuevo estándar para los materiales superelásticos, sino que también introduce nuevos principios en el diseño de materiales, lo que sin duda inspirará nuevos avances en la ciencia de materiales«, agregó Xu.

El estudio fue publicado en la revista Nature el 26 de febrero de 2025, y sus implicaciones en la sostenibilidad y la tecnología renovable podrían marcar un antes y un después en la industria. A medida que el mundo transita hacia fuentes de energía más limpias y eficientes, materiales como esta aleación podrían jugar un papel crucial en la construcción de un futuro más sostenible.

Vía www.tohoku.ac.jp