Un equipo multidisciplinario de la Universidad de Toronto ha desarrollado un material nanométrico de características excepcionales, denominado "nanolattice de carbono". Este material, fruto de un innovador proceso que combina inteligencia artificial (IA) y técnicas de impresión 3D avanzadas, se caracteriza por su baja densidad y elevada resistencia, lo que ha despertado interés en diversas industrias, especialmente la aeroespacial.
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El nanolattice de carbono está compuesto por estructuras tridimensionales repetitivas conocidas como nanolattices, organizadas con precisión a escala nanométrica. A pesar de tener una densidad comparable a la de la espuma de poliestireno, este material es capaz de soportar una tensión de 2.03 megapascales por cada metro cúbico por kilogramo, lo que lo convierte en cinco veces más resistente que el titanio. La estructura del material desarrollado consta de 18.75 millones de celdas individuales, diseñadas minuciosamente para maximizar su resistencia y ligereza.
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El proceso de creación de este material incluye el uso de un algoritmo de optimización bayesiana multiobjetivo, empleado para identificar y predecir las geometrías idóneas que optimizan la relación resistencia-peso. Este algoritmo, desarrollado en colaboración con expertos del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST), permitió diseñar las nanolattices con precisión. Posteriormente, el material fue diseñado utilizando una impresora 3D de polimerización por dos fotones, específicamente el modelo Nanoscribe Photonic Professional GT2, que es capaz de fabricar prototipos nanométricos. Cabe destacar que este equipo tiene un costo de cientos de miles de dólares, lo que subraya el nivel tecnológico empleado en el desarrollo.

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Las posibles aplicaciones del nanolattice de carbono son amplias y de gran impacto. En el sector aeroespacial, por ejemplo, el uso de este material para fabricar componentes de aviones, helicópteros y cohetes podría generar significativos ahorros de combustible. Se estima que por cada kilogramo de material convencional sustituido por este nanolattice ultraliviano, se podrían ahorrar hasta 80 litros de combustible al año. Además, su alta resistencia y ligereza también hacen que sea atractivo para desarrollos en ingeniería avanzada y otros sectores industriales.
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Los resultados de esta investigación han sido publicados en la prestigiosa revista científica Advanced Materials el pasado 23 de enero de 2025. El artículo destaca que este avance no solo representa un logro importante en el diseño de materiales ultralivianos y resistentes, sino que también demuestra el valioso papel de la inteligencia artificial en la creación de materiales con propiedades inéditas. La capacidad del algoritmo para aprender de cambios en las formas y sugerir nuevas geometrías marca un antes y un después en la ingeniería de materiales a escala nanométrica.
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Más allá de sus aplicaciones industriales inmediatas, el nanolattice de carbono representa un gran paso hacia la reducción de la huella de carbono en sectores como el transporte, ya que al optimizar los materiales empleados en las estructuras, se logra una disminución sustancial en el consumo energético. Estos avances subrayan la importancia de la colaboración internacional en ciencia y tecnología, colocando a los investigadores de Canadá y Corea del Sur entre los líderes mundiales en innovación de materiales nanométricos.