Un equipo dirigido por el profesor David Simmons, de la College of Engineering de la University of South Florida, explicó por qué la adición de partículas microscópicas fortalece la goma. Los resultados se publicaron en Proceedings of the National Academy of Sciences.
Los investigadores realizaron 1,500 simulaciones de dinámica molecular que sumaron aproximadamente 15 years de tiempo de cálculo, usando el gran clúster informático de USF. Emplearon modelos refinados del negro de carbón y su dispersión en la goma para reproducir la interacción entre átomos a escala nanométrica.
La clave es un desajuste del coeficiente de Poisson. Cuando las partículas evitan que la goma se adelgace al estirarla, el material debe aumentar su volumen; ese rechazo al cambio de volumen hace que la goma sea más rígida. Los autores también señalan que mecanismos previos encajan en esta explicación unificada.
El hallazgo puede cambiar el diseño de neumáticos y otras piezas de goma, mejorando eficiencia, tracción y durabilidad. La investigación contó con apoyo del US Department of Energy Office of Science.
Palabras difíciles
- simulación — modelo o cálculo que imita un proceso realsimulaciones
- clúster — conjunto de ordenadores que trabajan juntos
- negro de carbón — partículas de carbono usadas para reforzar goma
- dispersión — distribución de partículas dentro de un material
- desajuste — falta de correspondencia entre dos medidas
- rígido — que resiste la deformación o flexiónrígida
- tracción — capacidad de agarre entre rueda y superficie
Consejo: pasa el cursor, enfoca o toca las palabras resaltadas en el artículo para ver definiciones rápidas mientras lees o escuchas.
Preguntas de discusión
- ¿Cómo podría cambiar este hallazgo el diseño de neumáticos u otras piezas de goma en tu opinión?
- ¿Crees que las simulaciones son suficientes para cambiar el diseño de un producto, o haría falta más experimentos? ¿Por qué?
- ¿Qué ventajas y desventajas tendría una goma más rígida para los usuarios de vehículos?
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