"A medida que profundizamos en la mecánica de la formación de bandas de deslizamiento, reconocimos que las teorías tradicionales carecían de matices críticos sobre el comportamiento de los materiales avanzados", explicó Penghui Cao, autor correspondiente del estudio y profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial en la UC Irvine.
En Irvine, California, el 1 de mayo de 2025, científicos de la Universidad de California, Irvine (UC Irvine) anunciaron un avance en la comprensión del deslizamiento de bandas en metales. Este fenómeno, crucial bajo tensión de compresión, ha revelado conocimientos que podrían revolucionar los materiales avanzados utilizados en sistemas de energía, exploración espacial y aplicaciones nucleares.
El equipo de la UC Irvine desafió el modelo tradicional de Frank-Read, introduciendo el concepto de bandas de deslizamiento extendidas. Su investigación demuestra que estas bandas se forman debido a la desactivación de las fuentes de dislocación existentes, seguida de la activación de fuentes alternativas.
Los investigadores examinaron una aleación de cromo, cobalto y níquel, uno de los materiales más resistentes conocidos. Utilizando microscopía avanzada y modelado atomístico, observaron el comportamiento del deslizamiento a nivel atómico en pilares a microescala bajo compresión mecánica.
Las bandas de deslizamiento confinadas mostraron zonas de deslizamiento estrechas con defectos mínimos, mientras que las bandas extendidas exhibieron una alta densidad de defectos planares. "Nuestros hallazgos proporcionan una imagen más clara del movimiento colectivo de dislocación y la inestabilidad de la deformación, lo cual es crucial para avanzar en el campo de la ciencia de los materiales", afirmó Cao.
Estos hallazgos tienen aplicaciones prácticas en la ingeniería aeroespacial, donde los materiales enfrentan tensiones extremas. En el sector nuclear, las propiedades de los materiales a medida pueden mejorar la seguridad y el rendimiento.
El equipo de investigación enfatiza el espíritu de colaboración que impulsa este trabajo, aprovechando la experiencia en ingeniería y ciencia de los materiales. El estudio fue financiado por el Departamento de Energía de EE. UU., la UC Irvine y la National Science Foundation.
Esta investigación refina el conocimiento existente sobre el deslizamiento de bandas y sienta las bases para futuras investigaciones sobre materiales avanzados. El desafío ahora es traducir estos conocimientos en aplicaciones tangibles que mejoren el rendimiento de los materiales en entornos críticos.