Estados Unidos. Investigadores del Departamento de Energía de EE. UU. de la Universidad de Stanford descubren la capacidad de enfriamiento del tungsteno para los revestimientos de palas de turbinas aeroespaciales.
Los investigadores descubren nuevos conocimientos sobre la capacidad del tungsteno para conducir calor. Esto podría conducir a avances en materiales para tecnologías aeroespaciales y de reactores de fusión.
En la búsqueda de energía limpia e inagotable, la fusión nuclear es una frontera prometedora. Pero en los reactores de fusión, donde los científicos intentan generar energía fusionando átomos, imitando el proceso de generación de energía del sol, las cosas pueden calentarse extremadamente. Para superar esto, los investigadores han profundizado en la ciencia del manejo del calor, centrándose en un metal especial llamado tungsteno.
Una nueva investigación, dirigida por científicos del Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC del Departamento de Energía, destaca el potencial del tungsteno para mejorar significativamente la tecnología de los reactores de fusión basándose en nuevos hallazgos sobre su capacidad para conducir calor. Este avance podría acelerar el desarrollo de materiales para reactores de fusión más eficientes y resistentes.
"Lo que nos entusiasma es el potencial de nuestros hallazgos para influir en el diseño de materiales artificiales para la fusión y otras aplicaciones energéticas", dijo el colaborador Siegfried Glenzer, director de la División de Alta Densidad de Energía de SLAC.
"Nuestro trabajo demuestra la capacidad de sondear materiales a escala atómica, proporcionando datos valiosos para futuras investigaciones y desarrollo", añadió Glenzer.
El tungsteno no es un metal cualquiera. Es fuerte, puede soportar temperaturas increíblemente altas y las olas de calor no lo deforman ni lo debilitan tanto como otros metales. Esto lo hace particularmente efectivo para conducir el calor de manera rápida y eficiente, que es exactamente lo que se necesita en las condiciones de súper calor de un reactor de fusión.
La carga rápida de calor del tungsteno y sus aleaciones también se encuentra en muchas aplicaciones aeroespaciales, como toberas de motores de cohetes, escudos térmicos y revestimientos de palas de turbinas.
Comprender cómo funciona el tungsteno con el calor ofrece pistas sobre cómo fabricar nuevos materiales para reactores de fusión que sean aún mejores para mantenerse fríos bajo presión. En esta nueva investigación, los científicos desarrollaron una nueva forma de examinar de cerca cómo el tungsteno gestiona el calor a nivel atómico.
El equipo de investigación se propuso explorar el fenómeno de la dispersión de fonones, un proceso en el que interactúan las vibraciones de la red dentro de un material sólido, desempeñando un papel fundamental en la capacidad del material para conducir calor.
Tradicionalmente, se subestimaba la contribución de los fonones al transporte térmico de los metales y se ponía más énfasis en el papel de los electrones. Mediante una combinación de modelado y técnicas experimentales de última generación, el equipo de investigación arrojó luz sobre el comportamiento de los fonones en el tungsteno.
