Las aleaciones con memoria de forma metamagnética (MMSMA, por sus siglas en inglés) son un tipo de material que ha despertado gran interés por su capacidad para cambiar de forma y propiedades magnéticas bajo la influencia de un campo magnético o variaciones de temperatura.

Estas aleaciones son útiles para aplicaciones como la refrigeración magnética, una tecnología que sustituye el gas tradicionalmente utilizado en sistemas de refrigeración por un material sólido magnético.

Sin embargo, presentan problemas de fragilidad, y para superarlos, la investigadora india Deepali Khanna ha propuesto en su tesis doctoral, defendida en la Universidad Pública de Navarra (UPNA), combinarlas con polímeros para crear materiales compuestos que mantienen las propiedades magnéticas y son más duraderos y flexibles, además de aptos para la impresión 3D.

Lo señala la UPNA en una nota, en la que explica que utilizando métodos como la trituración y la molienda, Khanna ha producido micropartículas que, integradas en polímeros, permiten fabricar dispositivos, como intercambiadores de calor, mediante impresión 3D.

Las aleaciones con memoria de forma metamagnética, compuestas por elementos como níquel (Ni), manganeso (Mn) e indio (In), entre otros, pueden recordar y volver a su forma original después de ser deformadas.

La tesis de Deepali Khanna se ha centrado en analizar cómo la microestructura de estas aleaciones, que es, básicamente, cómo están organizados los átomos y partículas dentro del material, influye en su comportamiento magnético y estructural.

La prometedora tecnología de la refrigeración magnética

Las aleaciones Ni-Mn-In-Co, una combinación de los citados elementos (níquel, manganeso e indio) más el cobalto (Co) para mejorar así las propiedades magnéticas de esta combinación, son de particular interés, porque pueden cambiar su respuesta magnética de manera significativa con la temperatura como consecuencia de una transformación de fase, un fenómeno útil para aplicaciones como la refrigeración magnética.

Esta última es una tecnología prometedora que podría reemplazar a los sistemas de refrigeración actuales al ser más eficiente y ecológica, pues no utiliza gases con efectos perjudiciales para la atmósfera y el medio ambiente.

Sin embargo, estas aleaciones son frágiles y difíciles de utilizar en formas complejas, lo que limita su uso en dispositivos prácticos.

Para superar este problema, la investigadora ha propuesto combinar las aleaciones con memoria de forma metamagnética con polímeros para crear un material compuesto que mantiene las propiedades magnéticas y ofrece mayor durabilidad y flexibilidad.

Este composite se puede utilizar en la impresión 3D, lo que permite fabricar piezas con formas complejas y aplicaciones diversas, como intercambiadores de calor para refrigeración magnética.

En concreto, Deepali Khanna ha utilizado métodos como la trituración y la molienda para obtener micropartículas de las aleaciones y ha analizado cómo estos procesos afectan a las propiedades magnéticas y estructurales del material.

Después, las micropartículas resultantes se han integrado en una estructura fabricada con polímeros con el fin de crear filamentos imprimibles en 3D, que ha usado para imprimir un intercambiador de calor. De esta manera, la investigadora ha podido demostrar que es posible fabricar dispositivos funcionales con este nuevo material mediante impresión 3D.