What is metallic glass? - Ashwini Bharathula

Traductor: Denise RQ Revisor: Sebastian Betti

Steel and plastic.

Acero y plástico.

These two materials are essential to so much of our infrastructure and technology,

Imprescindibles para gran parte de nuestra infraestructura y tecnología,

and they have a complementary set of strengths and weaknesses.

estos 2 materiales forman un conjunto complementario

de fortalezas y debilidades.

Steel is strong and hard,

El acero es fuerte y duro

but difficult to shape intricately.

pero difícil trabajarlo en detalle.

While plastic can take on just about any form,

El plástico puede adoptar casi cualquier forma,

it's weak and soft.

pero es frágil y suave.

Por lo tanto, ¿no sería interesante contar con un material

So wouldn't it be nice if there were one material

as strong as the strongest steel

fuerte como el acero

and as shapeable as plastic?

y maleable como el plástico?

Well, a lot of scientists and technologists

Bueno, muchos científicos y tecnólogos están entusiasmados

are getting excited about a relatively recent invention called metallic glass

con una invención relativamente reciente llamada vidrio metálico

with both of those properties, and more.

que reúne esas 2 propiedades y muchas otras.

Metallic glasses look shiny and opaque, like metals,

El vidrio metálico tiene un aspecto brillante y opaco, como los metales,

and also like metals, they conduct heat and electricity.

y, como los metales, conducen el calor y la electricidad.

But they're way stronger than most metals,

Pero es más fuerte que la mayoría de los metales,

which means they can withstand a lot of force

lo que significa que puede soportar mucha fuerza

without getting bent or dented,

sin doblarse o deformarse

y se usa para fabricar escalpelos ultra afilados,

making ultrasharp scalpels,

and ultrastrong electronics cases,

cajas electrónicas ultra resistentes,

hinges,

bisagras, tornillos y la lista puede continuar.

screws;

the list goes on.

Metallic glasses also have an incredible ability

El vidrio metálico también tienen la increíble capacidad

to store and release elastic energy,

de almacenar y liberar energía elástica,

which makes them perfect for sports equipment,

lo que los hace perfectos para artículos deportivos

like tennis racquets,

como raquetas de tenis, palos de golf y esquís.

golf clubs,

and skis.

They're resistant to corrosion,

Es resistente a la corrosión

and can be cast into complex shapes with mirror-like surfaces

y puede moldearse en formas complejas con superficies reflejantes

in a single molding step.

en una sola etapa de moldeo.

Despite their strength at room temperature,

A pesar de su fuerza a temperatura ambiente,

if you go up a few hundred degrees Celsius,

si se sube la temperatura unos pocos cientos de grados Celsius,

they soften significantly,

se ablanda significativamente,

and can be deformed into any shape you like.

y puede deformarse en cualquier forma.

Cool them back down,

Al enfriarlo de nuevo recupera su fuerza.

and they regain the strength.

So where do all of these wondrous attributes come from?

Así que, ¿de dónde vienen todos estos atributos maravillosos?

In essence, they have to do with metallic glass' unique atomic structure.

Todo tiene que ver con la estructura atómica única del vidrio metálico.

Most metals are crystalline as solids.

La mayoría de los metales sólidos son cristalinos.

That means that if you zoomed in close enough to see the individual atoms,

Esto significa que si te acercas lo suficiente

para observar sus átomos individuales,

they'd be neatly lined up in an orderly, repeating pattern

los verás alineados cuidadosamente en un patrón ordenado y repetitivo

that extends throughout the whole material.

a lo largo de todo el material.

Ice is crystalline,

El hielo es cristalino y también lo son los diamantes y la sal.

and so are diamonds,

and salt.

If you heat these materials up enough and melt them,

Si estos materiales se calientan lo suficiente y se funden,

the atoms can jiggle freely and move randomly,

los átomos se vuelven inestables y se mueven caóticamente,

but when you cool them back down,

sin embargo, al enfriarlos

the atoms reorganize themselves,

los átomos se reorganizan y recobran su forma cristalina.

reestablishing the crystal.

But what if you could cool a molten metal so fast

Pero, ¿y si logras enfriar un metal fundido tan rápidamente

that the atoms couldn't find their places again,

de modo que sus átomos no pueden volver a encontrar su lugar inicial,

so that the material was solid,

y el material se queda sólido,

but with the chaotic, amorphous internal structure of a liquid?

pero con una estructura interna caótica y amorfa como la de un líquido?

That's metallic glass.

Es es el caso del vidrio metálico.

This structure has the added benefit of lacking the grain boundaries

Esta estructura tiene la ventaja añadida de que carece de los bordes de grano

that most metals have.

el limite habitual de la mayoría de los metales,

Those are weak spots where the material is more susceptible to scratches

y es aquel punto débil donde el material es más susceptible

or corrosion.

a los arañazos o la corrosión.

The first metallic glass was made in 1960 from gold and silicon.

El primer vidrio metálico se obtuvo en 1960 de oro y silicio.

It wasn't easy to make.

No fue tarea fácil.

Because metal atoms crystallize so rapidly,

Debido a que los átomos de metal cristalizan tan rápidamente,

scientists had to cool the alloy down incredibly fast,

los científicos tuvieron que enfriar la aleación increíblemente rápido,

a million degrees Kelvin per second,

un millón de grados Kelvin por segundo,

by shooting tiny droplets at cold copper plates,

usando gotas minúsculas sobre placas frías de cobre,

or spinning ultrathin ribbons.

o enrollando películas ultra finas.

At that time, metallic glasses could only be tens or hundreds of microns thick,

Por aquel entonces, el vidrio metálico solo podría tener

decenas o cientos de micras de espesor,

which was too thin for most practical applications.

lo que resultó demasiado fino para aplicaciones prácticas.

But since then, scientists have figured out

Pero desde entonces, los científicos han descubierto

that if you blend several metals that mix with each other freely,

que una mezcla de varios metales que se mezclan libremente entre sí

but can't easily crystallize together,

pero no cristalizan fácilmente juntos

usually because they have very different atomic sizes,

--por lo general porque tienen tamaños atómicos muy diferentes--

the mixture crystallizes much more slowly.

la mezcla cristaliza mucho más lentamente.

That means you don't have to cool it down as fast,

Eso significa que no tienes que enfriarla tan rápido,

so the material can be thicker,

por lo que el material puede ser más grueso;

centimeters instead of micrometers.

centímetros en vez de micrómetros.

These materials are called bulk metallic glasses, or BMGs.

Estos materiales se denominan vidrios metálicos masivos, o BMGs.

Now there are hundreds of different BMGs,

Ahora hay cientos de diferentes BMGs,

so why aren't all of our bridges and cars made out of them?

¿por qué no están todos nuestros puentes y coches hechos a base de ellos?

Many of the BMGs currently available are made from expensive metals,

Muchos de los BMGs actualmente disponibles están hechos de metales caros

like palladium and zirconium,

como el paladio y el zirconio,

and they have to be really pure

y tienen que ser muy puros

ya que cualquier impureza pueden causar cristalización.

because any impurities can cause crystallization.

So a BMG skyscraper or space shuttle would be astronomically expensive.

Así que un rascacielos o un cohete de BMG resultaría astronómicamente caros.

And despite their strength,

Y a pesar de su fuerza,

they're not yet tough enough for load-bearing applications.

aún no son lo suficientemente duros para altas capacidades de carga.

When the stresses get high, they can fracture without warning,

A medida que incrementa la presión, pueden agrietarse sin previo aviso,

which isn't ideal for, say, a bridge.

nada recomendable para, por ejemplo, un puente.

But when engineers figure out how to make BMGs from cheaper metals,

Pero cuando los ingenieros averiguarán

cómo crear BMGs de metales más baratos y hacerlas aún más resistentes,

and how to make them even tougher,

las aplicaciones para estos ultra materiales serán ilimitados.

for these super materials,

the sky's the limit.