Cuando la estructura celular de un metal sólido está compuesta de poros llenos de gas, se obtiene lo que se llama espuma metálica. A pesar de que es ultraligera, también es fuerte, lo que la convierte en un material perfecto para innumerables aplicaciones.
Se demostró que las espumas metálicas pueden utilizarse para producir nuevos metamateriales con propiedades novedosas que no son alcanzables para los metales a granel o la cerámica.
Distintas universidades del mundo están desarrollando investigaciones con espuma metálica y los avances son más que sorprendentes.
El material tiene propiedades aislantes, acústicas, es resistente a la corrosión y no se hunde en el agua ni se derrite, incluso cuando se expone a temperaturas muy altas. A una temperatura de 1482 ° C, se oxida, pero conserva su resistencia y estructura. Las temperaturas más bajas no afectan ni su aspecto ni sus propiedades.
Los materiales espumados se producen actualmente en una amplia gama de metales como el aluminio, níquel, cobre; plata, zinc, plomo, estaño, magnesio y acero inoxidable.
Las espumas metálicas suelen conservar algunas propiedades físicas de su material base. La espuma hecha de metal no inflamable seguirá siendo no inflamable y la espuma es generalmente reciclable de regreso a su material base. El coeficiente de expansión térmica también seguirá siendo similar, mientras que la conductividad térmica probablemente se reducirá.
Tienen una amplia variedad de aplicaciones que incluyen intercambiadores de calor (refrigeración de componentes electrónicos compactos, tanques criogénicos, intercambiadores de calor PCM), absorción de energía, difusión de flujo y ópticas ligeras.
Una de sus virtudes es su capacidad para transferir calor de forma eficiente, lo que es útil para el enfriamiento a través del flujo del aire dentro de la espuma. Los paneles sándwich con núcleos de espuma metálica son una estructura formada por tres capas y se utilizan en aplicaciones en las que se requiere un compuesto con elevada rigidez estructural y bajo peso. Estos paneles pueden soportar cargar diez veces mayores que las placas de acero.
Otro hallazgo de investigación fue que al incorporarle esferas cerámicas, la espuma produce una resistencia al corte que no tiene comparación con los materiales tradicionales. Ingenieros británicos de la Universidad de Durham desarrollaron un material creado a partir de esferas de cerámica encerradas en una estructura de espuma metálica de aluminio celular, llamado Proteus en honor al mítico dios griego que cambia de forma. Su comportamiento se asemeja a los de un animal vivo y no a los de un objeto inanimado. Afirman que es el primer material incortable que no se puede penetrar. Un material inteligente que dispersa cualquier chorro de agua, que atasca cualquier amoladora angular o taladro que entre en contacto con él. La interacción entre los dos elementos crea una conexión vibratoria entrelazada que resiste las herramientas de corte, volviendo la fuerza destructiva sobre sí misma.
Las partículas finas en el fragmento de cerámica también se endurecen a la velocidad de la herramienta de corte. Las superficies curvas de las esferas cerámicas ensanchan cualquier chorro de agua que se le dirija, reduciendo sustancialmente su velocidad y debilitando su capacidad de corte.
Otra línea de investigación consiste en la introducción de superficies porosas en cuerpos romos (objeto o cuerpo cuyas facetas o vértices tienen una terminación obtusa) para reducir la resistencia aerodinámica. Tener un medio poroso en el lecho del cuerpo reduce la presión de la base y la intensidad de la turbulencia, estas características podrían permitir el uso de estas espumas en superficies externas.
Las investigaciones siguen orientadas a explorar sus aplicaciones y en el ámbito de la ingeniería civil se están estudiando las vigas de transferencia con extrema resistencia a las abolladuras, que podrían beneficiarse con el uso de componentes de placas de este increible material.
