El material actúa como biomimético para la madera de teca, creando un revestimiento de barrera ambiental.

Los investigadores han desarrollado una tecnología innovadora en la deposición física de vapor por pulverización de plasma conocida como deposición en fase alterna de vapor/líquido. Al ajustar la corriente del arco, los investigadores pueden controlar con precisión la evaporación y la deposición de SiO₂y a través de un proceso de tratamiento térmico, lograr reacciones in situ que optimicen la composición, estructura y dimensiones a nanoescala del recubrimiento, creando una estructura biomimética similar a la teca, de múltiples capas y ordenada dentro de él.

Realizaron un análisis en profundidad de los complejos mecanismos de deposición involucrados en este proceso. Se espera que este nuevo revestimiento de estructura biomimética similar a la teca mejore significativamente sus propiedades mecánicas y resistencia a la corrosiónproporcionando una estrategia innovadora de protección de recubrimiento para aplicaciones de alta temperatura en el campo de los motores de turbina de gas.

el equipo publicado su trabajo en el Revista de cerámica avanzada.

«La investigación biomimética sobre recubrimientos de barrera ambiental es relativamente rara, principalmente porque existen desafíos importantes a la hora de controlar con precisión la composición y estructura de los recubrimientos durante el proceso de pulverización a alta temperatura. Hemos elegido la teca, conocida por sus excelentes propiedades mecánicas y durabilidad ambiental. como tema biomimético», afirmó el Dr. Guifang Han, autor correspondiente del artículo y profesor de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Shandong.

«Al emplear el método de deposición de intervalo de fase líquido-vapor y regular parámetros durante el proceso de pulverización, como la corriente de arco, hemos logrado la evaporación y deposición de SiO₂construyendo así una estructura multicapa dispuesta regularmente dentro del revestimiento. Este mecanismo de deposición único nos permite imitar la estructura natural en capas de la teca, lo cual es crucial para mejorar las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión del revestimiento», continuó el Dr. Han.

«Desde una perspectiva termodinámica, hemos realizado un análisis en profundidad del mecanismo de deposición de SiO volatilizado₂ gas durante el proceso de pulverización. Hemos aplicado ingeniosamente tecnología de tratamiento térmico para facilitar una reacción in situ entre el SiO depositado en fase gaseosa.₂ y Yb₂SiO₅que se produce a partir de la descomposición del Yb₂Y₂oh₇ polvo, para volver a formar Yb₂Y₂oh₇. Este enfoque nos permite regular simultáneamente la composición, la estructura y las dimensiones a nanoescala del recubrimiento, logrando con éxito una estructura funcional que biomimetiza la madera de teca», dijo el Dr. Han.

A pesar de los avances realizados, todavía queda mucho por explorar en el campo de los revestimientos de barrera medioambiental con estructuras de teca biomiméticas. En este sentido, Han también enfatizó que la clave para futuras investigaciones será la evaluación sistemática de la resistencia a la corrosión y las propiedades mecánicas de estos recubrimientos, y compararlas con los hallazgos de la literatura existente para verificar su efectividad en aplicaciones prácticas.

La visión final de la investigación es comercializar estas tecnologías de recubrimiento, mejorando así la eficiencia de protección de aplicaciones de alta temperatura, como los motores de turbina de gas.