marzo 4, 2024
La química en el celuloide

Jurassic World – oxinitruro de aluminio

Tiempo de lectura estimado: 6 minutos

En la primera película de la nueva trilogía de la franquicia Jurassic Park, llamada Jurassic World y lanzada en el año 2015, como en las anteriores películas de la franquicia, se mostraron avances científicos en distintos campos. Estas menciones, aunque sutiles, no fueron ajenas a polémicas, como la queja de paleontólogos por la no inclusión de dinosaurios con proto-plumas, como los últimos descubiertos y estudiados nuevamente a diferencia de la primera película, Jurassic Park, que en su época fue elogiada por la inclusión de los más recientes hallazgos y tecnologías de ese momento.

Sin embargo, es posible destacar pequeñas menciones que seguramente para la mayoría de espectadores pasaron desapercibidas, entre ellas está el oxinitruro de aluminio.


Poster de Jurassic World
Poster de Jurassic World

La giroesfera

Entre las múltiples atracciones promocionadas en el nuevo parque Jurassic World está la posibilidad de pasear al lado de los dinosaurios a través de las planicies a bordo de una giroesfera.

En la trama, dos de los personajes abordaron una de estas giroesferas para dar un agradable paseo como si estuvieran en el pasado hace millones de años. Durante el paseo un video instructivo les muestra las características del vehículo y menciona que estarán protegidos en su interior, inclusive de una bala calibre 50 y del escupitajo venenoso de un Dilophosaurus, gracias a su material de construcción, el oxinitruro de aluminio.

Giroesfera construida en oxinitruro de aluminio en un fotograma de Jurassic World
Giroesfera construida en oxinitruro de aluminio en un fotograma de Jurassic World

Oxinitruro de aluminio

El aluminio oxinitruro (comercializado bajo el nombre de ALON por Surmet Corporation) es una cerámica transparente compuesta de aluminio, oxígeno y nitrógeno. El aluminio oxinitruro es ópticamente transparente (≥ 80%) en las regiones del espectro electromagnético cercanas al ultravioleta, visible y de infrarrojo de onda media.

Es cuatro veces más duro que el vidrio de sílice fundido, 85% tan duro como el zafiro y casi 115% tan duro como el espinel de aluminato de magnesio. Puede ser fabricado en ventanas, placas, cúpulas, varillas, tubos y otras formas transparentes utilizando técnicas convencionales de procesamiento de polvo cerámico.

El oxinitruro de aluminio es la cerámica transparente policristalina más dura disponible comercialmente. Debido a su peso relativamente bajo, propiedades ópticas y mecánicas distintivas, y resistencia a la oxidación o radiación, muestra promesa para aplicaciones como ventanas a prueba de balas, a prueba de explosiones y optoelectrónicas.

Se ha demostrado que el blindaje basado en aluminio oxinitruro detiene múltiples proyectiles perforadores de blindaje de hasta .50 BMG.

Historia del oxinitruro de aluminio

El óxido de aluminio y nitrógeno, como también es llamado el oxinitruro de aluminio fue investigado por primera vez durante los años 60 y 70 del siglo XX, cuando se completó el primer diagrama de fase de equilibrio Al2O3-AlN y el material fue procesado a una densidad casi completa mediante sinterización reactiva, produciendo una cerámica con estructura espinela de óxido de aluminio y nitrógeno translúcida. Desde entonces, se ha utilizado ampliamente como una cerámica transparente en muchas aplicaciones, incluyendo blindaje transparente.

La compañía Raytheon fue la primera en producir AlON altamente transparente disponible comercialmente. La tecnología fue luego transferida a Surmet Corporation, que es actualmente el principal fabricante de este material (Surmet).

Las tendencias actuales de investigación se centran en desarrollar materiales a escala nanométrica para mejorar aún más sus propiedades. Debido a su dureza, aún existen costos significativos asociados con el mecanizado y pulido final de los productos de AlON, especialmente para componentes grandes, lo que proporciona un incentivo adicional para un buen control de la forma cercana a la forma final deseada.

Estructura y propiedades

El AlON tiene una estructura cristalina de espínel cúbico, que se estabiliza mediante la adición de pequeñas cantidades de nitrógeno en un amplio rango de composiciones. En la actualidad, todavía se está llevando a cabo una investigación significativa para refinar el diagrama de fase y la composición exacta de la fase cúbica, motivada por algunas discrepancias en el rendimiento balístico de los componentes de AlON y la necesidad de ventanas y domos electromagnéticos térmica y mecánicamente estables

Se ha informado que la composición del oxinitruro de aluminio comercialmente disponible por Surmet es del 30,98% en mol de AlN y del 69,01% en mol de Al2O3 (es decir, 40,68% de Al, 51,59% de O, 7,72% de N). Es estable hasta ∼2050°C, momento en el que se derrite de manera incongruente.

Sus propiedades ópticas isotrópicas (80% de transparencia en la región desde la luz ultravioleta cercana hasta longitudes de onda visibles y cercanas al infrarrojo), combinadas con su notable dureza hacen del AlON el candidato perfecto para aplicaciones en placas transparentes para ventanas de vehículos y hábitats. Se ha informado que los materiales de AlON con tamaño de grano submicrométrico superan al zafiro.

Muestras de oxinitruro de aluminio (AlON) http://www.surmet.com/technology/alon-optical-ceramics/
Muestras de oxinitruro de aluminio (AlON) http://www.surmet.com/technology/alon-optical-ceramics/

Fabricación

Normalmente, la fabricación de componentes de AlON comienza con la síntesis de los polvos precursores, a partir de la simple reacción entre los polvos de AlN y Al2O3, mediante síntesis de arco de plasma, reducción carbotérmica o síntesis autoguiada a alta temperatura (SHS).

El polvo sintetizado se moldea para formar el cuerpo verde y luego se sinteriza a altas temperaturas (>1850°C) durante períodos prolongados bajo atmósfera de nitrógeno (mediante sinterización sin presión, prensado en caliente, prensado isostático en caliente o sinterización de reacción.

También se ha investigado el uso de la sinterización de fase líquida transitoria, desplazando el material de la región líquida/sólida hacia la región de solución sólida a medida que el líquido reacciona y se incorpora dentro de la fase de oxinitruro de aluminio a medida que ocurre la densificación.

Oxinitruro de aluminio en la gran pantalla

Aunque en Jurassic World puede ser la primera vez que se nombrara al AION en la gran pantalla, algunos fanáticos de la ciencia ficción y en especial de la franquicia Star trek pueden afirmar que ellos fueron los primeros. En la película Star Trek IV: The Voyage Home (Conocida en español como Star Trek IV. Misión: salvar la Tierra), los protagonistas negocian una gran cantidad de Plexiglas a cambio de un material innovador del futuro, al que llaman aluminio transparente.

Cuando el material salto a las primeras planas, muchos fanáticos de la serie inmediatamente relacionaron al aluminio transparente con el oxinitruro de aluminio, aunque no se puede negar la coincidencia de incluir al aluminio en su nombre, además que en las diversas series y películas que conforman al universo Star trek muchos avances en la ciencia y en la técnica se han visto por primera vez.

Ahora cabe la pregunta, ¿el oxinitruro de aluminio podría resistir el ataque de un animal del tamaño de un dinosaurio?, probablemente nunca tengamos certeza de la respuesta. Las propiedades del AlON son espectaculares y prometedoras para desarrollos futuros, pero posiblemente nunca veamos el duelo planteado en Jurassic World, además de existir 6 películas que muestran lo inconveniente que seria traer a los dinosaurios a la época actual y colocarlos como atracción.

Para más información Aluminum Oxynitride: The Key to Creating Transparent Aluminum

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Como citar este artículo:

APA: (2023-08-10). Jurassic World – oxinitruro de aluminio. Recuperado de https://quimicafacil.net/la-quimica-en-el-celuloide/jurassic-world-oxinitruro-de-aluminio/

ACS: . Jurassic World – oxinitruro de aluminio. https://quimicafacil.net/la-quimica-en-el-celuloide/jurassic-world-oxinitruro-de-aluminio/. Fecha de consulta 2024-03-05.

IEEE: , "Jurassic World – oxinitruro de aluminio," https://quimicafacil.net/la-quimica-en-el-celuloide/jurassic-world-oxinitruro-de-aluminio/, fecha de consulta 2024-03-05.

Vancouver: . Jurassic World – oxinitruro de aluminio. [Internet]. 2023-08-10 [citado 2024-03-05]. Disponible en: https://quimicafacil.net/la-quimica-en-el-celuloide/jurassic-world-oxinitruro-de-aluminio/.

MLA: . "Jurassic World – oxinitruro de aluminio." https://quimicafacil.net/la-quimica-en-el-celuloide/jurassic-world-oxinitruro-de-aluminio/. 2023-08-10. Web.

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