Los materiales que absorben los golpes y el sonido, como las láminas de caucho y la espuma, tienden a ser gruesos, grandes y blandos. Sin embargo, un nuevo tipo de material es diferente y absorbe las vibraciones sin dejar de ser fuerte y delgado. A menudo, si se quiere construir una estructura que sea resistente y duradera y que pueda absorber vibraciones, hay que combinar materiales rígidos que soporten carga con sustancias más blandas. Otro método consiste en instalar amortiguadores mecánicos en la estructura. En cualquier caso, el producto terminado será más pesado, voluminoso y más caro que un producto que utilice únicamente materiales rígidos. Aquí es donde entran en juego los nuevos materiales compuestos.
El material, desarrollado por Ioanna Tsimouri, Andrei Gusev y Walter Caseri en el instituto de investigación ETH Zurich, consiste en pilas ultrafinas de materiales rígidos unidos por capas más delgadas de polímeros elásticos. Más concretamente, el prototipo inicial estaba formado por una placa de vidrio de 0,2 a 0,3 milímetros de espesor y una capa de silicona PDMS (polidimetilsiloxano) de unos cientos de nanómetros de espesor.
Esta proporción es importante porque los modelos informáticos muestran que para lograr propiedades ideales, el compuesto debe tener al menos un 99 por ciento de material duro (en volumen) y menos del 1 por ciento de polímero. "Si la capa de polímero es demasiado delgada, el efecto de amortiguación es mínimo. Si es demasiado gruesa, el material no es lo suficientemente rígido", afirmó Tsimouri, quien dirigió la investigación.
Las muestras de este material resistieron pruebas estándar de resistencia a la flexión en tres puntos y al mismo tiempo demostraron excelentes propiedades de amortiguación a temperaturas de -125 °C (-193 °F).
En una demostración de las propiedades de este material compuesto, que se puede ver en el vídeo a continuación, se dejaron caer láminas delgadas del material y piezas estándar de vidrio sobre una mesa desde una altura de 25 cm (9,8 pulgadas). El vidrio rebotó en el aire con un fuerte chasquido, mientras que el material compuesto no rebotó y emitió un sonido ahogado.
Una vez que la tecnología se desarrolle aún más, las versiones podrían usarse en áreas como ventanas, carcasas de máquinas, piezas de automóviles e incluso componentes aeroespaciales. Además, debido a que pequeñas cantidades de PDMS se descomponen en vidrio cuando se funden, los compuestos actuales a base de vidrio se pueden reciclar por completo.
Recientemente se publicó un artículo sobre esta investigación en la revista CompositesPartB:Engineering.