sustancia

fibra de carbono

Un material resistente y ligero compuesto por finos filamentos de carbono, a menudo anisótropo en sus propiedades mecánicas.
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Descripción

La fibra de carbono es un material compuesto por fibras extremadamente finas, de unos 5 a 10 micrómetros de diámetro, formadas principalmente por átomos de carbono. Estas fibras destacan por su excepcional relación resistencia-peso, siendo aproximadamente cinco veces más resistentes que el acero y con un peso de alrededor de un tercio del de este. El material es anisótropo, lo que significa que sus propiedades mecánicas varían según la dirección de la fuerza aplicada: es extremadamente rígido y resistente a lo largo del eje de la fibra, pero mucho más débil en dirección perpendicular.

Historia

La fibra de carbono se desarrolló por primera vez a finales de la década de 1950 en el Royal Aircraft Establishment del Reino Unido, y la primera versión de alto rendimiento fue creada por Roger Bacon en 1958. La producción comercial comenzó a finales de los años sesenta.

Cómo funciona

Las fibras de carbono se producen calentando materiales precursores (generalmente poliacrilonitrilo) en una atmósfera controlada, lo que elimina los átomos no carbonosos y deja una estructura altamente ordenada similar al grafito. Las fibras se tejen luego en telas o se alinean en una sola dirección y se incrustan en una resina polimérica para formar un material compuesto. La anisotropía surge porque los átomos de carbono forman fuertes enlaces covalentes a lo largo de la fibra, mientras que entre fibras adyacentes solo actúan fuerzas débiles de van der Waals.

En la práctica

Los compuestos de fibra de carbono se utilizan ampliamente en estructuras aeroespaciales, equipamiento deportivo de alto rendimiento (bicicletas, raquetas de tenis), componentes de automoción y, cada vez más, en palas de turbinas eólicas y equipos de imagen médica donde el bajo peso y la alta rigidez son críticos.

Dato curioso

El primer cuadro de bicicleta de fibra de carbono se presentó en 1986 por la empresa Kestrel, y pesaba solo 1,4 kilogramos, menos de la mitad del peso de un cuadro de acero típico de la época.

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