En colaboración con científicos del Department of Mechanical Engineering del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés), investigadores del Instituto de Física de la BUAP (IFUAP) diseñarán y fabricarán una nueva clase de metamateriales “inteligentes”, con aplicaciones potenciales en el control de ondas elásticas y acústicas. A través de este proyecto, la BUAP se convertirá en institución pionera en el campo.

Este proyecto innovador es respaldado por el programa The MIT‐Mexico‐ Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Seed Fund: fondo semilla financiado por la máxima casa de estudios en Puebla, para impulsar proyectos científicos de trascendencia global, así como la colaboración entre investigadores de ambas instituciones.

Este es uno de los primeros resultados del convenio de colaboración firmado por el rector de la BUAP, Alfonso Esparza Ortiz, y Griselda Gómez, directora administrativa del Programa para México del International Science and Technology Iniciatives del MIT, en mayo de 2014.

Para alcanzar los objetivos del proyecto, los investigadores Felipe Pérez Rodríguez y Ana Lilia González Ronquillo, del Cuerpo Académico de Materiales Avanzados del IFUAP, y Anatolii Konovalenko, estudiante del Doctorado en Ciencias, desarrollan una teoría de homogeneización para el diseño de metasólidos, que son metamateriales en estado sólido cuyo comportamiento se asemeja al de un líquido.

Mientras tanto, el grupo del MIT, encabezado por el profesor asociado Nicholas Xuanlai Fang, colaborará en la fabricación y caracterización de los metamateriales elásticos diseñados en el IFUAP. A través de proyectos científicos de alto impacto global como éste, “podremos diseñar materiales con las propiedades que uno desee, para diversos fines, en todos los ámbitos de desarrollo humano, como el industrial, el área médica, entre otros”, explicó Pérez Rodríguez.

“En el MIT existe el equipo necesario para crear estos materiales, nosotros contamos con el diseño y la teoría. Colaboraremos para crear metasólidos y trabajaremos para que en un futuro en la BUAP podamos fabricar y caracterizar nuestros propios diseños, en un laboratorio propio”, señaló el doctor Felipe Pérez.

Los metamateriales son estructuras artificiales creadas a partir de otros materiales; sus propiedades físicas son distintas a las de sus componentes. Con la teoría de homogeneización realizada por investigadores del IFUAP, se logra proponer los parámetros necesarios para que las propiedades de todos los componentes de un metamaterial se comporten como un medio totalmente homogéneo, como un material nuevo con propiedades únicas.

Esta teoría define las estructuras –como están distribuidos cada uno de los componentes del metamaterial– y establece los referentes de esos componentes, para obtener lo parámetros efectivos del metamaterial: “aquéllos que logran que el metamaterial se comporte como si fuera un medio homogéneo”, indicó.

A partir de esta aportación teórica, que deriva en modelos, se obtienen metamateriales con características inesperadas; es decir, con propiedades que ninguno de sus componentes posee por sí solos. Así, la BUAP en conjunto con el MIT serán instituciones pioneras en el diseño y fabricación de materiales inteligentes, capaces de controlar la propagación de ondas acústicas y elásticas.

Para comprender este tipo de sólidos es necesario considerar una mayor cantidad de parámetros, a diferencia de los modelos que explican el comportamiento de los materiales acústicos. La BUAP y la Universidad de Valencia, España, son de las pocas instituciones que trabajan teorías sobre cuerpos sólidos y de propiedades elásticas.