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FP6

INCEMS — Resultado resumido

Project ID: 13862
Financiado con arreglo a: FP6-NMP
País: Alemania

¡No volverá a pensar en la alfarería de la misma manera!

Los materiales cerámicos son duros y están compuestos por muchas cristalitas formadas de distintas maneras, que a menudo llamamos granos. Gracias a su multifuncionalidad, las variaciones se usan en una amplia gama de productos de alta tecnología, además de en la alfarería tradicional.
¡No volverá a pensar en la alfarería de la misma manera!
El proyecto «Materiales de interfaz: estudios informáticos y experimentales a multiescala» (Incems) se fijó como objetivo investigar las propiedades de la cerámica multifuncional con películas intergranulares (IGF) de escala nanométrica. Estas últimas se encuentran en los límites o bordes entre granos de los materiales policristalinos. El método de trabajo consistía en examinar y adecuar las propiedades de los materiales que influían sobre el comportamiento provocado al verse expuestos a otros entornos, a campos eléctricos y a tensiones mecánicas.

Empleando modelos informáticos, este consorcio financiado por la UE analizó la estabilidad, la estructura y la composición de películas IGF y trató de identificar en qué condiciones se forman las IGF transitorias. También perseguían ofrecer estrategias para poder modificar dichas películas o eliminarlas por medio de la aplicación de calor. Esto tiene importancia de cara a optimizar la resistencia eléctrica y mecánica para lograr un buen rendimiento y resistencia de los dispositivos.

Con el material policristalino SrTiO3 (STO), los investigadores fueron capaces de estudiar eficazmente las interfaces de cerámica y lograron una validación experimental sólida y esencial. Se sintetizaron conjuntos de materiales con base de SrTiO3 policristalino, con distintas microestructuras y composiciones, bajo condiciones controladas, y se describieron sus interfaces por medio de varios métodos de imagen de alta resolución.

Un importante resultado de las actividades de Incems centradas en el nivel teórico fue definir y dotar de operatividad los enfoques teóricos y computacionales necesarios para que el trabajo avanzase. La consecuencia más importante e inesperada del estudio fue no descubrir ninguna prueba de la formación de películas IGF en los materiales compuestos con STO. A continuación los trabajos se centraron en variar el abordaje de la síntesis, con el objeto de determinar las condiciones para la formación y la supresión de películas IGF.

Los experimentos realizados en esa dirección trataban de complementar las interfaces con el uso de bicristales, lo que ampliaba las posibilidades de determinar las condiciones de formación de las IGF. Como resultado de los experimentos de simulación atómica con bicristales, ahora comprendemos mejor los puntos débiles y fuertes de los potenciales interatómicos empíricos aplicados a las interfaces STO.

El progreso y los hallazgos del proyecto se difundieron por medio de ponencias leídas en congresos científicos internacionales y de publicaciones en revistas internacionales de referencia.

Las sinergias y los modelos informáticos predictivos desarrollados por los socios participantes en Incems lograron hacer realidad el objetivo final: el modelado multiescala y predictivo de los materiales cerámicos funcionales controlados por interfaz. La labor desarrollada sienta las bases para trabajos futuros tendentes a optimizar los dispositivos y aplicaciones existentes de la cerámica y a desarrollar otros nuevos.

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