La gente ha encontrado muchos recursos diferentes en la naturaleza que luego se han utilizado para crear refugios, herramientas, vehículos, cohetes o joyas.
Los productos que se compran, sobre todo si entran en la categoría de “técnicos”, se juzgan a menudo por lo bien que están construidos, lo resistentes que son y cómo afecta el uso a largo plazo a la integridad física de los artículos. Si quieres algo resistente, necesitas un material duro, y esto es lo que el ser humano ha encontrado hasta ahora.
¿Qué son los materiales duros?
En primer lugar, expliquemos rápidamente de qué hablamos cuando nos referimos a la dureza de un material concreto.
En pocas palabras, nos referimos a la resistencia de un material concreto para soportar diversos grados de fuerza externa que estresen el material. Los materiales superduros se miden en una escala que se conoce como prueba de dureza Vickers. La unidad que expresa qué tipo de presión puede soportar un elemento antes de romperse se llama gigapascales (GPa). Por ejemplo, el material más resistente que conocemos en la naturaleza es el diamante, y puntúa entre 70 y 150 GPa. Todo lo que mide más de 40 GPa se considera un material superduro.
¿Cuáles son los materiales más duros?
1. Grafeno
La primera entrada de nuestra lista es un material al que se le augura un enorme impacto en la industria aeroespacial y en la producción de automóviles. Sin embargo, desde su descubrimiento en 2010, aún no se ha utilizado fuera de las aplicaciones experimentales, sobre todo en pruebas relacionadas con el espacio que han mostrado resultados muy prometedores.
Es 200 veces más potente que el acero y 1.000 veces más ligero que el papel. El grafeno está formado por una sola capa de átomos de carbono colocados en forma de red triangular. Es extremadamente flexible, y la forma en que sus átomos de carbono se enlazan entre sí lo hace no sólo extremadamente fuerte, sino también muy conductor de la electricidad y el calor. En comparación con el cobre, las correas compuestas por láminas de grafeno enlazadas tienen un 10 por ciento de la masa con hasta el doble de conductividad térmica. Aunque los expertos confían en que en los próximos años veamos por fin coches, aviones y muchos aparatos electrónicos con tecnología basada en el grafeno, el reto sigue siendo producirlo en grandes cantidades.
2. Fibra de carbono
La fibra de carbono es una forma de fibra que tiene principalmente átomos de carbono dispuestos en un patrón hexagonal. Estas fibras tienen unos 5-10 micrómetros de diámetro. La principal diferencia entre el grafeno y la fibra de carbono es el tamaño del grafeno es el espesor de una sola capa de átomos de carbono un diámetro mucho menor.
Las características de la fibra de carbono que la convierten en una gran opción para la construcción de equipos militares, cohetes y piezas de coches deportivos son su gran rigidez y su muy bajo peso. La fibra de carbono también puede tolerar temperaturas muy altas y es muy resistente a una serie de productos químicos abrasivos diferentes.
3. Kevlar
Otro material duro que se adaptó a la industria del automóvil y al ejército fue el kevlar. El kevlar es cinco veces más resistente que el acero en cuanto a la tensión que puede soportar. Por eso se sigue utilizando para fabricar chalecos antibalas: es un material muy duro y, además, superligero.
4. Diamantes
Probablemente esperabas ver los diamantes en la parte superior de esta lista, pero los materiales hechos por el hombre son mucho más fuertes que el mineral más duro que podemos encontrar en la Tierra. A pesar de su rareza y su elevado precio, los diamantes se siguen utilizando en muchas industrias. Algunos tipos especiales de diamantes azules actúan especialmente bien como aislantes y (semi)conductores eléctricos.
5. Fibra de vidrio
Este material sintético se creó por primera vez en la década de 1930 y es muy similar a la fibra de carbono. Sin embargo, su fabricación es mucho más barata que la de la fibra de carbono, por lo que se utilizó a menudo como método para aislar térmicamente un edificio.
Resumen
- El grafeno es el material más duro hecho por el hombre, 200 veces más potente que el acero.
- El diamante es el material más fuerte que podemos encontrar en la naturaleza, y mide entre 70 y 150 GPa en la prueba de dureza Vickers.
- El kevlar es un material que se ha utilizado a menudo para sustituir las clásicas llantas de acero en los coches de carreras porque pesa mucho menos y es mucho más resistente.