Los nanotubos de carbono aumentan la fuerza de la puñalada

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Las telas resistentes a los cortes con cuchillos pueden ayudar a prevenir lesiones y salvar vidas. Pero un cuchillo lo suficientemente afilado o un golpe muy fuerte pueden atravesar algunos de estos materiales. Ahora, los investigadores informan en ACS Applied Nano Materials que los nanotubos de carbono y el poliacrilato fortalecen la aramida convencional para producir telas ligeras y suaves que brindan una mejor protección. Las aplicaciones incluyen ropa, cascos y plantillas antipunzantes, así como embalajes resistentes a los cortes.

La armadura corporal blanda generalmente está hecha de aramida, polietileno de peso molecular ultra alto o telas de carbono y vidrio. Su resistencia a la perforación depende, en parte, de la fricción entre las fibras de hilo dentro de estos materiales. Hasta cierto punto, mayor fricción significa mayor protección. Los fabricantes pueden aumentar la fricción haciendo rugosas las superficies de las fibras, pero eso requiere un proceso complicado y el rendimiento del producto es bajo. Alternativamente, la fuerza de unión entre los hilos se puede mejorar agregando otro componente, como un fluido espesante puro (STF) o un revestimiento de poliuretano (PU). Pero estos tejidos compuestos no pueden satisfacer simultáneamente los requisitos de delgadez, flexibilidad y ligereza. Ting-Ting Li, Xing-xiang Zhang y sus colegas querían encontrar otra forma de mejorar el rendimiento y cumplir con estos criterios.

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Los investigadores probaron una emulsión de poliacrilato (PAE), STF y PU como revestimientos sobre tejido de aramida. En pruebas de apuñalamiento simulado, la tela de aramida recubierta con PAE superó al material sin recubrimiento utilizado solo o en combinación con STF o PU. Se sabe que los nanotubos de carbono hacen que los compuestos sean más duros y, al agregarlos a la aramida/PAE, se mejora aún más la resistencia al impacto. El equipo dice que eso se debe a que los nanotubos crearon puentes entre las fibras, aumentando así la fricción. Los nanotubos también formaron una delgada red protectora que dispersó el estrés del punto de impacto y ayudó a prevenir la desintegración de la fibra. El nuevo tejido compuesto ligero, flexible y resistente a las perforaciones podría ser útil en aplicaciones militares y civiles, según los investigadores.

Referencia: Cai W hua, Li T ting, Zhang X xiang. Tejidos de aramida reforzados con nanotubos de carbono de pared múltiple de poliacrilato y carboxílico como compuestos flexibles resistentes a las perforaciones para aplicaciones anti-puñaladas. Aplicación ACS Nano Mater. 2023;6(7):6334-6344. doi:10.1021/acsanm.3c00738

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