Por Leticia Montagner
Durante milenios, los humanos se han impuesto a la naturaleza o a otros humanos dominando el arte de fundir y mezclar metales, a la Edad del Cobre le siguieron la del Bronce o la del Hierro. El acero moderno estuvo en la Revolución industrial de finales del siglo XVIII y el XIX.
En el siglo XX, las aleaciones de aluminio, titanio o las superaleaciones permitieron enormes saltos tecnológicos en coches, aviones, misiles, prótesis, pero en la segunda década de este milenio, una máquina ha descubierto aleaciones que igualan y hasta superan a las creadas por los humanos en alguna de sus propiedades.
De acuerdo al diario El País, un grupo de investigadores de prestigiosos centros de investigación técnica europeos, desde el Instituto Max Planck de Investigación Metalúrgica hasta la Universidad de Tecnología de Delft, en los Países Bajos, pasando por el Real Instituto de Tecnología de Estocolmo, publicaron en la revista Science nuevas aleaciones con un coeficiente igual o inferior a las combinaciones más inmunes a la temperatura usadas hasta ahora.
Utilizaron un sistema de aprendizaje de máquinas, machine learning en inglés, capaz de buscar entre millones de combinaciones de distintos elementos de la tabla periódica y encontraron mil candidatos buscando los que teóricamente tendrían un bajo coeficiente de expansión térmica es decir la dilatación o contracción del material con el frío o el calor.
Hasta hace unos años, una aleación era esencialmente una mezcla entre un metal principal y pequeñas concentraciones de otros elementos de la tabla periódica. Las reglas de la metalurgia casi prohibían ir más allá.
En 2004, dos grupos independientes combinaron cinco elementos en proporciones similares, viendo que formaban una única solución única y esto abrió una nueva era en la ciencia de los materiales, la de las aleaciones de alta entropía que en física es la magnitud termodinámica que mide la parte de la energía no utilizable para realizar trabajo y que se expresa como el cociente entre el calor cedido por un cuerpo y su temperatura absoluta.
Pero había un nuevo reto: buscar nuevas combinaciones entre un elemento principal y cantidades menores de otros dos o tres. El acero es hierro con tres o cuatro añadidos.
El Investigador del Instituto Max Planck y primer autor del estudio, Ziyuan Rao comentó la principal ventaja de su sistema de inteligencia artificial (IA): Comparado con los métodos tradicionales, el aprendizaje de máquinas es mucho más eficiente, ahorrando tiempo y esfuerzo.
Llegaron así a nuevas aleaciones. Se trata de una que, en su mezcla original, tenía un 64 % de hierro, otro 36 % de níquel y pequeñas cantidades de manganeso, carbono y cromo.
Jon Mikel Sánchez, Investigador en materiales avanzados en Tecnalia, comentó que unos tienen mejores propiedades magnetotérmicas, otros tienen un mejor rendimiento criogénico, clave para el almacenamiento de combustibles. También recordó una aleación de alta entropía de titanio que supera en anticorrosión a la mejor aleación de titanio usada hoy en prótesis.
Aplicar IA para descubrir nuevas aleaciones es nuevo, descubrir nuevos materiales por estos métodos es un avance significativo, dijo.
Descubrir una nueva aleación sería para una tesis doctoral de cuatro o cinco años, ahora la máquina lo hace en unos días, pero la parte humana sigue estando ahí.
Las aleaciones de alta entropía están iniciando una nueva era. Prometen mejoras en propiedades muy demandadas, como ciertas propiedades magnéticas, la alta resistencia a la corrosión, la mayor tolerancia a las temperaturas extremas o a los cambios térmicos.
Sin embargo, en todas las tecnologías, el avance depende de que existan los materiales necesarios, recuerdan los expertos.
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