El pegamento secreto y las grietas ocultas en el acero exprés
El acero no es un monolito, sino un mosaico de granos microscópicos soldados entre sí. Sus uniones, los bordes de grano, son el punto más vulnerable: ahí es donde comienzan las grietas. Los átomos de impurezas, incluso en cantidades ínfimas, se acumulan en estas uniones como arena entre engranajes, y pueden lubricar el mecanismo o atascarlo por completo.
Los autores de este trabajo "palparon" con cálculos cuánticos el comportamiento de ocho elementos ligeros, desde el omnipresente hidrógeno hasta el azufre, en seis bordes de grano típicos en el hierro. Descubrieron quién actúa como pegamento (carbono y boro) y quién como cuña (helio, oxígeno, azufre). El nitrógeno, el fósforo y el hidrógeno resultaron ser "eminencias grises": su influencia es más débil, pero no inofensiva.
El principal resultado práctico es una base de datos abierta con los resultados de miles de cálculos. Se convertirá en un entrenador para el aprendizaje profundo en imagenología médica (aunque el artículo trata sobre materiales, no medicina, el enfoque es similar: las redes neuronales aprenden con datos etiquetados), que acelerará la creación de nuevas aleaciones. En lugar de meses de experimentos, unas horas de simulación por computadora, y el ingeniero ya sabe qué aditivo añadir al acero para que un puente dure cien años más.
El boro, que en el acero actúa como pegamento, en otras condiciones es la base de materiales superduros, cercanos al diamante. La naturaleza de un mismo elemento puede cambiar drásticamente según el entorno.
En la novela de Isaac Asimov "Los propios dioses", los extraterrestres usan diferencias isotópicas para obtener energía; aquí ocurre algo similar: una diminuta diferencia en la posición de un átomo en el borde de grano determina si una estructura se desmorona o no.