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Borja TosarJuan Carlos GilFrancis VillatoroHéctor Socasimpresión 3d materiales pamsredes de soporte disolventepartículas conectadas impresión 3drelajación por gravedad piezas pamspruebas mecánicas materiales pamscompresión esponjitas impresas en 3dcizalladura capas de materialreología oscilatoria respuesta a girosJuan Carlos GilPAMSdifracción de rayos XADN2DWPN-1figura 2Polycatenated Architected Materialfigura 1materiales PAMS
Cizalladura capas de material
Con
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Juan Carlos Gil describe los experimentos realizados con las muestras impresas en 3D de los materiales PAMS, explicando que se someten a diversas pruebas mecánicas.
…viene bien porque cuando hacen los ensayos mecánicos, si se pasan de frenada, pues el material se rompe claramente; es fácil de ver y no hay efectos plásticos que se deformen y estén midiendo lo que no debes. Así que lo explican muy bien en el artículo, por Eso eligen este material. Obviamente durante la impresión 3D las piezas, las mini piezas, las partículas están conectadas con unas redes de soporte que llaman muy finitas, que luego tienen que pasar por disolvente para matarlas y que se te queden las pececillas sueltas. Entonces las sacan de este disolvente, ya se han soltado y las dejan relajar por gravedad; al principio están así, infladitas, y las ponen en la mesa y se van aplastando hasta que adoptan la configuración de mínima energía. Esto se ve bien en la figura 2. Bueno, pues los autores les hacen un montón de barrabasadas a estas esponjitas, a los ocho ejemplos que han impreso, mediante compresión, ya sabéis, simplemente ver cómo se resisten al aplastamiento. Pruebas de cizalladura, que es como se deslizan unas capas del material sobre las otras y también lo que llaman reología oscilatoria; de nuevo un nombre rimbombante para analizar su respuesta a giros periódicos. Como suele ser muy habitual también en los últimos años, para ayudar en la interpretación de estos ensayos, porque no son fáciles, hacen simulaciones por elementos discretos; asumen que las partículas son cuerpos rígidos y mediante simulaciones de DEM pues…
Significado #1 · Palabras #1
Juan Carlos Gil describe las técnicas utilizadas para caracterizar el material 2DWPN-1, incluyendo microscopía electrónica de barrido, fuerza atómica y difracción de rayos X.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #8 · Palabras #12microscopía electrónica de barrido 2dwpn-1espesor capa material 2dwpn-1 angstromscomparación espesor 2dwpn-1 adn angstromsdifracción rayos x grupo espacial ortorrómbicocriomicroscopía electrónica figura 4 artículo…como si hiciese mucho frío y te pusieses muchas capas. Pero bueno, que se exfoliaba fácilmente en monocapas y luego esas monocapas centrimétricas se podían manipular; las cogían con unas pinzitas y se las llevaban al portaobjetos del microscopio, en fin. Caracterizaron el material mediante microscopía electrónica de barrido, lo que reveló el apilamiento en capas, que por otra parte era obvio porque se te deshacían las capas en los dedos. Microscopía de fuerza atómica, y esto permitió medir el espesor de cada capa que resultó ser de 13 angstroms. Por comparación, el grafeno son 3,5 angstroms porque es solamente el átomo de carbono desnudo. Y por ejemplo, el diámetro del ADN son 20 angstroms, estos son 13, o sea que es un buen abriguito para el ADN, es comparable. Luego hicieron difracción de rayos X en el monocristal, que arroja un grupo espacial ortorrómbico, bueno, y finalmente imágenes directas con criomicroscopía electrónica, que obviamente confirma el patrón que se puede mirar, y parece la figura 4 del artículo la recomiendo especialmente, porque es flipante, o sea, tú parece que estás mirándote a la camisa, es tal cual, los hilitos dos por encima y dos por abajo se ven perfectamente. Lo que os anticipaba del disolvente, usan tolueno, que es un anillo bencénico, ¿os acordáis de los seis átomos de carbono con los electrones conjugados y un metilo colgando? Eso es el tolueno. Vale, pues si eso lo sustituyes por metasileno, que es muy…
Juan Carlos Gil explica un fenómeno físico complejo relacionado con el comportamiento de materiales rígidos y su relación con deformaciones por corte.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #11acoplamiento deformaciones corte normalesjuguetes extensibles varillas guante boxeodeformación corte perpendicular gilnueva clase de materiales pamsmateriales estructurados policatenados gilpolycatenated architected material tres dimensiones…perpendicular sufren el mismo efecto. No sé, si coges una goma y la estiras longitudinalmente se aprieta en el extremo perpendicular; bueno, pues hay materiales que los estiras por un lado y se expanden por el otro, ¿vale? Pues típicamente esto es así. Y tienen otra cosa, bueno quizá un poquito complicada de expresar, que es acoplamiento entre deformaciones por corte y las normales a la dirección de aplicamiento. Es un poquito parecido a lo anterior, pero no es lo mismo, y se me ocurrió cuando miraba lo que es, para explicarlo, recordéis esos juguetes, bueno, que hemos visto en los dibujos animados. Yo no sé si alguien ha tenido uno, esos juguetes extensibles con unas varillas que se abren y se cierran y que al final tienen un guante de boxeo, ¡pam! Bueno, pues si lo aprietas en una dirección se extiende o se contrae en la otra. Esto es el acoplamiento de formación corte perpendicular, nombres muy complicados. Bueno, pues estos. Materiales han presentado una nueva clase de materiales entre los dos que os he dicho, entre los discretos y los continuos, entre los terrosos y los discretos, entre los discretos y los continuos; quería decir que es lo que han llamado PAMS, P-A-M, de Polycatenated Architected Material, que es exactamente el nombre del artículo: materiales estructurados policatenados en tres dimensiones. Lo que hacen para diseñar estos materiales es partir de redes espaciales conocidas, como las cristalográficas, y asignan a cada nodo del supuesto cristal una unidad constructiva hueca, un chisme, que ellos llaman partícula, que puede ser toros o poliedros…
Juan Carlos Gil explica cómo se forman las estructuras complejas de los nuevos materiales PAMS, comparándolas con partículas entrelazadas que evitan el colapso.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #20estructuras complejas materiales pamspartículas entrelazadas evitan colapsofigura 1 del artículo gil…los vértices. La cosa es que necesitamos huecos para enlazarlos entre sí. Esa es la gracia. En una red cúbica centrada en el cuerpo, por ejemplo, plantan un cubo en cada vértice más pequeñito, pero hueco, solamente con las mallas de los vértices y de las Aristas, pero entrelazados entre sí. Cada uno con los cuatro de arriba, abajo, derecha, izquierda, los seis de atrás, en fin, y eso; así es como forman estos bichos, porque estas partículas se entrelazan. Si no estuviesen entrelazadas, al soltarlas se desmoronarían sobre la mesa. Esto se ve mucho mejor de como lo he explicado en la figura 1 del artículo. Montan una nomenclatura para estos chismes que se están inventando X-N-ABC, donde la X es la recta topológica de la que parten. Usan D para la tipo diamante y B para la cúbica centrada en el cuerpo. B de body, body center. La N del centro es el número de…
Juan Carlos Gil describe los experimentos realizados con las muestras impresas en 3D de los materiales PAMS, explicando que se someten a diversas pruebas mecánicas.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #1 · Palabras #1impresión 3d materiales pamsredes de soporte disolventepartículas conectadas impresión 3drelajación por gravedad piezas pamspruebas mecánicas materiales pamscompresión esponjitas impresas en 3dcizalladura capas de materialreología oscilatoria respuesta a giros…viene bien porque cuando hacen los ensayos mecánicos, si se pasan de frenada, pues el material se rompe claramente; es fácil de ver y no hay efectos plásticos que se deformen y estén midiendo lo que no debes. Así que lo explican muy bien en el artículo, por Eso eligen este material. Obviamente durante la impresión 3D las piezas, las mini piezas, las partículas están conectadas con unas redes de soporte que llaman muy finitas, que luego tienen que pasar por disolvente para matarlas y que se te queden las pececillas sueltas. Entonces las sacan de este disolvente, ya se han soltado y las dejan relajar por gravedad; al principio están así, infladitas, y las ponen en la mesa y se van aplastando hasta que adoptan la configuración de mínima energía. Esto se ve bien en la figura 2. Bueno, pues los autores les hacen un montón de barrabasadas a estas esponjitas, a los ocho ejemplos que han impreso, mediante compresión, ya sabéis, simplemente ver cómo se resisten al aplastamiento. Pruebas de cizalladura, que es como se deslizan unas capas del material sobre las otras y también lo que llaman reología oscilatoria; de nuevo un nombre rimbombante para analizar su respuesta a giros periódicos. Como suele ser muy habitual también en los últimos años, para ayudar en la interpretación de estos ensayos, porque no son fáciles, hacen simulaciones por elementos discretos; asumen que las partículas son cuerpos rígidos y mediante simulaciones de DEM pues…
Juan Carlos Gil describe las propiedades mecánicas de los materiales PAMS, explicando cómo su comportamiento varía según el grado de conexión entre sus componentes.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #12 · Palabras #3materiales pams comportamiento arenacizalladura materiales pams dualidad…materiales presentan una combinación extraña, no habitual de comportamientos mecánicos propios de los sólidos; es decir, por ejemplo, absorben energía cuando se comprimen, ¿vale? Pero también a veces muestran características propias de los fluidos granulares. Cuando las piezas todavía no están dominadas por su conexión, pues se comportan como arena, ¿no? Por ejemplo, cuando se les aplica cizalladura; y esto es lo que mola, esta dualidad de comportamiento rígido y fluido, y que además se puede tunear cambiando el tipo de particulita o la forma de la red, da una flexibilidad brutal y se puede controlar para la aplicación que se quisiese usar. Puedes dotarle de mayor deformabilidad si lo que estás buscando es eso, cosas que deben adaptarse a la forma del container o de lo que sea. Puedes darles capacidades de mayor absorción de energía, por ejemplo para amortiguadores, o mayor rigidez si lo que…
Juan Carlos Gil explica cómo el vulcanizado, un tratamiento aplicado a la espuma de látex, mejora su resistencia mediante la creación de puentes de disulfuro entre sus cadenas.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #14vulcanizado espuma látex disulfuropuentes disulfuro resistencia superiormaterial topológico indicios tejidos…que son cadenas muy largas que se entrelazan entre ellas de forma amorfamente, eso no dirigida, y que da lugar a sus propiedades realmente increíbles, su flexibilidad, su número de Young muy bajo y también recordemos el proceso del vulcanizado. ¿Os acordáis? El vulcanizado es un tratamiento que se le hace a la espuma de látex, de tal forma que se establecen puentes de disulfuro entre las distintas cadenas entrelazadas que le dan una resistencia todavía superior. O sea, no se puede decir desde luego que sea un material topológico, pero bueno, tiene unos indicios de lo que hemos estado hablando de tejidos que afianza el hecho de que la función y las propiedades de un material macroscópico no dependen solo de su estructura química. Hay varios niveles de complejidad. Exactamente. Muy bien. A ver, Borja, por ejemplo, esas rocas, que no entiendo muy bien la redacción, la parte final, pero bueno. Pregunta Javier García Peláez: ¿Esas rocas no pueden ser cristalización distintas con erosión por radiación en 3 millones de años o así? ¿Y naranjas, dos…