Níquel nanocristalino


Gracias al progreso en el desarrollo e investigación de la nanotecnología, el níquel puede un día llegar a competir con otros materiales en aplicaciones ligeras, tales como sistemas blindados para la defensa, componentes aeroespaciales y artículos deportivos.

Una compañía canadiense que se especializa en nanotecnología, Integran Technologies, ha desarrollado un proceso de electro-formado relativamente bajo en costo, que puede producir una variedad de formas nano-cristalinas, tales como placas y flejes con una mayor resistencia en relación al peso que algunas de las aleaciones ligeras de más alta resistencia hechas de titanio y aluminio.



Por ejemplo, la chapa del blindaje de hierro-níquel (50% níquel) de la compañía, es 2,5 veces más resistente que lo que marcan las especificaciones para los vehículos militares de los Estados Unidos, mientras que en los chalecos antibalas es siete veces más resistente que la empleada actualmente por los militares y la policía. El incremento en la resistencia está acompañado por una disminución en el peso.


La compañía Integran actualmente está colaborando con el Departamento de Defensa de los Estados Unidos para diseñar nuevos productos basados en estas propiedades.


En el grupo de los consumidores, algunas aplicaciones potenciales incluyen cascos ligeros que emplean la tecnología de espuma nano-metálica; recubrimientos ligeros para proporcionar rigidez a las raquetas de tenis y palos de golf; resistencia a la corrosión; bordes durables de los patines y; esquís y tablas para nieve.


El secreto de la tecnología es un proceso de una etapa que produce nano-materiales con un tamaño de gramo miles de veces más fino que las aleaciones convencionales, sin sacrificar la ductilidad. El tamaño de grano pequeño, provoca que el material sea más resistente y menos propenso a sufrir desgaste.


Aun cuando las primeras pruebas de laboratorio se realizaron a principios de la década de los ochentas, tomo otra década más antes de que dicha tecnología encontrara aplicaciones comerciales.


El desarrollo se dio en los años 90, cuando la compañía Ontario Hydro del gobierno de Canadá pretendía utilizar una tecnología de reparación para los desgastados tubos de vapor de sus generadores nucleares. Aunque el níquel parecía ser la elección ideal, debido a su resistencia a la corrosión y a la corrosión bajo tensión en los reactores nucleares, se limitó su uso anterior debido a su pobre resistencia mecánica.


El níquel nano-cristalino fue la solución, esto, debido a que es cuatro veces más resistente que el níquel convencional, conservando íntegros sus otros atributos. Las resultantes electro-cubiertas nano-cristalinas, se integraron a los tubos originales para proporcionar resistencia al picado, abollamiento, agrietamiento y otras formas de degradación. El níquel nano-cristalino no presenta estos problemas.


Recientemente, la compañía Integran ha venido trabajando para introducir otras aplicaciones al mercado. La versatilidad del mencionado proceso propiedad de la compañía permite crear una gran variedad de formas al producto, incluyendo polvos, espumas y componentes complejos en forma de redes.


El proceso de electro-recubrimiento permanece como una de las aplicaciones a gran escala para los materiales nano-estructurados. Sin embargo, únicamente estamos percibiendo superficialmente las aplicaciones de productos de nano-níquel. La principal limitante al promocionar nuestra tecnología dentro de la comunidad del níquel ha sido el identificar las áreas donde nuestro material puede ser más benéfico.


Los recientes avances en el níquel nano-cristalino han incluido su uso como recubrimiento de hierro-níquel con propiedades magnéticas superiores y como un sustituto ambientalmente benéfico de las aleaciones al níquel-berilio con mejor resistencia, resiliencia y conductividad eléctrica. Igualmente valiosas son las aleaciones nano-estructurales análogas de níquel-hierro con bajo coeficiente de expansión térmica, tal como las empleadas en los cinescopios de los televisores y computadoras.


Palumbo también ve un futuro para las aleaciones nano-cristalinas de níquel-hierro en la fabricación de dispositivos micro-electro-mecánicos para electro-deposición. Los electro-depósitos actuales tienen poca confiabilidad debido a sus propiedades impredecibles. El grosor del electro-depósito de las nano-estructuras, promete superar este reto formando una estructura uniforme de grano ultra fino en todo el dispositivo.