06 Oct Investigadores israelíes crean un «súper hielo» 10 veces más resistente que el hielo común
Un equipo de la Universidad Hebrea combina hielo, nano celulosa y proteína modificada para crear BioPykrete, que absorbe 70 veces más energía antes de romperse.
Científicos refuerzan el hielo con nanofibras vegetales y un «pegamento» molecular.
Investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalén afirman haber superado una de las mayores debilidades del hielo al crear un nuevo material compuesto que es diez veces más resistente a la compresión que el hielo común y capaz de absorber setenta veces más energía antes de romperse.
El material, denominado BioPykrete, combina hielo con nano cristales de celulosa de origen vegetal y una proteína diseñada específicamente para actuar como adhesivo molecular. Según los investigadores, este enfoque podría servir de base para una construcción más ecológica y una infraestructura duradera en algunas de las regiones más frías de la Tierra.
El hielo es barato, abundante y sorprendentemente resistente, pero presenta un inconveniente importante: las grietas pueden propagarse rápidamente por su estructura, provocando que se fracture de forma repentina y sin previo aviso. El nuevo estudio, dirigido por el profesor Ido Braslavsky, de la Facultad de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente de la Universidad Hebrea, se propuso modificar la manera en que el hielo se fractura.
El estudio, publicado en la revista científica Colloids and Surfaces B: Biointerfaces (Coloides y superficies B: Biointerfaces), reveló que el BioPykrete era unas 10 veces más resistente a la compresión que el hielo común, situando su resistencia cerca de la del hormigón estándar. Asimismo, fue capaz de absorber cerca de 70 veces más energía antes de fracturarse.
Este concepto se basa en una idea que se remonta a la Segunda Guerra Mundial, cuando los investigadores experimentaron con Pykrete, una mezcla de hielo y pulpa de madera que era más resistente que el hielo convencional y se derretía más lentamente. El equipo de la Universidad Hebrea llevó dicho principio al nivel molecular.
Los investigadores añadieron al hielo nano cristales de celulosa, unas partículas diminutas y rígidas derivadas de plantas. Durante el proceso de congelación, estas partículas formaron una red tridimensional alrededor de los cristales microscópicos de hielo. El equipo también diseñó una proteína capaz de unirse al hielo por un extremo y a la celulosa por el otro, actuando así como un puente molecular entre ambos materiales.
El profesor Ido Braslavsky durante un estudio anterior (Foto: Prof. Ido Braslavsky)
Según los investigadores, cuando se forma una grieta en el hielo común, esta puede propagarse rápidamente a través del material. En el BioPykrete, sin embargo, la red de celulosa y los enlaces moleculares crean obstáculos físicos que ralentizan la grieta, desvían su trayectoria e impiden que se expanda con tanta facilidad.
La incorporación de la proteína diseñada duplicó tanto la resistencia del material como la cantidad de energía que este podía absorber, en comparación con una mezcla de hielo y celulosa sin dicha proteína.
«Queríamos ir más allá de la simple mezcla de fibras en el hielo y controlar cómo se conectan los distintos materiales a nivel molecular», afirmó Braslavsky. «El resultado modifica no solo la resistencia del hielo, sino también su forma de romperse. En lugar de fragmentarse bruscamente, el material es capaz de absorber una gran cantidad de energía y deformarse gradualmente».
Los investigadores señalan que el material podría llegar a utilizarse en infraestructuras y construcción en las regiones del Ártico y la Antártida, donde el transporte de materiales convencionales — como el hormigón y el acero — resulta costoso, logísticamente complejo y conlleva una elevada huella de carbono.
Dado que el BioPykrete está compuesto principalmente de hielo y materiales de origen vegetal, el equipo afirma que podría ofrecer una alternativa biodegradable y más respetuosa con el medio ambiente para la construcción en condiciones de frío extremo.
No obstante, los investigadores advierten que el trabajo sigue siendo una prueba de concepto inicial. Estudios futuros analizarán el comportamiento del material a largo plazo, su respuesta ante ciclos repetidos de congelación y descongelación, y si es posible aumentar aún más su resistencia mediante nuevas técnicas de congelación y proteínas de ingeniería adicionales.
Traducción: El Consulado General H. de Israel en Guayaquil
Fuente: YnetNews
