Foto: Esta fotografía a intervalos de tiempo muestra un material compuesto de fibra de carbono flexionándose en respuesta al calor.

Airbus y varios investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT, EEUU) están desarrollando materiales capaces de cambiar de forma con los que poder fabricar aviones más sencillos y ligeros, lo que podría ahorrar combustible. Los materiales, hechos de fibras compuestas de carbono, cambian su forma en respuesta a variaciones en el calor, la presión del aire u otros factores ambientales. Pueden integrarse fácilmente en aviones, reemplazando a actuadores hidráulicos, motores y bisagras de más complejidad. La primera aplicación podría ser en la válvula de admisión de aire de un motor a reacción, que necesita ajustarse en función de los cambios de altitud del avión.

Los materiales que cambian de forma no son algo nuevo. Desde hace décadas contamos con materiales que actúan como un sacacorchos, que se curvan, crecen y se contraen en respuesta al calor y otros estímulos, como la luz y la electricidad. Los encontramos en coches, aviones, robots e implantes médicos. Sin embargo su uso se ha limitado en los aviones porque muchos no pueden soportar las condiciones a los que estos aparatos están expuestos, como los extremados cambios de temperatura, afirma el líder del programa de tecnología en Airbus, Christophe Cros.

El enfoque del MIT tiene una serie de ventajas, según Cros. En primer lugar, la mayoría de los materiales que cambian de forma no utilizan compuestos de carbono, que son comunes en los aviones gracias a su peso ligero y alta resistencia.

Y aunque otros expertos ya han trabajado en compuestos de carbono capaces de responder a un estímulo específico, como el calor, Cros asegura que en el nuevo enfoque los compuestos de carbono se pueden combinar con una variedad de materiales que cambian de forma y que responden a diferentes factores ambientales desencadenantes. Esto hace posible elegir un desencadenante específico que no se active accidentalmente en condiciones inadecuadas, como en un día de calor, afirma. Otra ventaja de este nuevo enfoque es que no requiere las conexiones eléctricas que necesitan otros compuestos que también cambian de forma.

El director del Laboratorio de Auto-Ensamblaje del MIT, Skylar Tibbits, parte de unos novedosos compuestos de fibra de carbono desarrollados por la start-up Carbitex, con sede en Kennewick, Washington (EEUU). La mayoría de los compuestos de fibra de carbono son rígidos: el pegamento que mantiene las fibras entre sí, conocido como matriz, no permite que se doblen. Sin embargo Carbitex ha desarrollado varios materiales de matriz que proporcionan una serie de propiedades. Algunos dan como resultado compuestos de carbono tan flexibles como una sábana de algodón. Otros son elásticos como una hoja de metal.

Después, Tibbits utiliza una impresora en 3D para aplicar materiales conocidos por su capacidad para reducir su tamaño o crecer bajo ciertas condiciones. A medida que cambian, fuerzan al material compuesto de carbono sobre el que están depositados a doblarse o torcerse de diversas maneras, dependiendo del patrón producido por la impresora. Los investigadores están desarrollando un software de diseño que simula la forma en que los distintos patrones de estos materiales, impresos sobre diferentes tipos de materiales compuestos, se comportarán bajo las distintas condiciones.

Hasta ahora, Tibbits ha hecho demostraciones de materiales que responden a la luz, el agua y el calor. Pero señala que debería ser posible crear otros que respondan a la presión del aire y otros estímulos.