Black Panther: ¿Cuál es el material más cercano al mundo real para Vibranium?

El vibranio es algo realmente útil. Un mineral ficticio de los cómics de Marvel que proviene de la nación africana de Wakanda a través de un meteorito, el Vibranium se usa en el Escudo del Capitán América, las dagas y, por supuesto, el hábito de la Pantera, que es el forro del traje de la Pantera Negra.

No existe en nuestro mundo, pero queríamos saber qué materiales hacer Existir en nuestro mundo podría tener todas o algunas de las propiedades de Vibranium. Así que, por supuesto, nos pusimos en contacto con el profesor James Kakalios, autor de La física de los superhéroes, para ayudarnos.

"Tiene la propiedad de absorber toda la vibración", dice Kakalios. "Así que si lo golpeas, absorbe la energía y, presumiblemente, hace algo con ella".

Kakalios señala una cosa muy importante que debemos recordar para los fines de esta discusión, y esa es la ley de conservación de la energía: la energía no se puede crear ni destruir.

Con eso en mente, vamos a examinar el Vibranium en gran parte en el contexto del escudo de Cap, que en realidad es una aleación de acero-Vibranium. El acero hace que el escudo sea rígido y rígido, ideal para resistir golpes fuertes y para causar daño cuando se lanza, pero el Vibranium evita que la fuerza de dichos golpes pesados ​​se transfiera a Cap. Los materiales trabajan en conjunto, lo que permite que el Capitán América se proteja con el escudo y lo use como un arma.

Un elemento clave de Vibranium es la forma en que absorbe la vibración. Sabiendo lo que hacemos con la ley de conservación de la energía, esa energía vibratoria tiene que ir a algún lugar. ¿Entonces le pasaría eso?

Kakalios apunta a una escena específica en Los Vengadores en el que el martillo de Thor, Mjolnir, golpea el escudo de Cap y produce un brillante destello de luz. ¿Por qué es esto significativo?

Porque habla de la posibilidad de conversión de energía de la vibración a la luz.

"Si de alguna manera pudiéramos convertir todo el temblor de los átomos, la vibración de los átomos, estas ondas de presión que se activan debido a la explosión de energía que el escudo estaba absorbiendo, y la convertimos en luz, en fotones de energía". Dice Kakalios, "eso aún cumpliría las reglas de conservación de la energía y sería una forma efectiva de absorber las vibraciones, de hacer un tipo real de vibranio".

Eso nos lleva a nuestra gran pregunta en esta conversación: ¿Es eso posible?

Totalmente. El fenómeno se llama "sonoluminiscencia" y es muy real. El siguiente clip muestra la sonoluminiscencia al pasar las ondas de sonido a través de una burbuja en un recipiente de líquido, lo que hace que la burbuja se expanda y luego se colapse. Cuando se derrumba, las moléculas de vapor en la burbuja se precipitan y emiten calor y, como lo has adivinado, la luz. Una luz azul brillante.

No podemos utilizar esto exactamente en un escudo, pero la teoría es sólida (literalmente) y es bastante increíble. ¿Dónde nos deja eso para los materiales?

Para ilustrar el comportamiento de algo como Vibranium, Kakalios habla de dejar caer una bola de bolos por la ventana. Si dejas caer la bola en el pavimento, obtendrás una grieta. Sin embargo, si lo dejas caer en la arena, obtienes un cráter. ¿Por qué?

“Debido a que la arena, formada por estos granos que se pueden mover libremente, la energía de la bola de boliche que cae se dispersa rápidamente entre muchos, muchos granos de arena”, dice Kakalios. "El hecho de que la arena tenga diferentes grados de libertad y pueda distribuir la energía fácilmente hace que sea un muy buen amortiguador".

Entonces, ¿eso significa que deberíamos tener escudos hechos de … arena?

No exactamente. Pero nos da la idea de las propiedades que deberíamos ver en las estructuras atómicas o de partículas de un material para convertirlo en un sustituto viable.

Kevlar es un punto de partida obvio. Hecho de moléculas orgánicas de cadena larga, Kevlar es quizás más notable por su uso en chalecos antibalas.

"Lo que sucede es que estas moléculas de cadena larga, debido a los aspectos únicos de su química, se fijan en su lugar para formar estructuras muy rígidas", dice Kakalios.

Kakalios explica en términos de metales como el plomo y el acero.

"El acero, el plomo, cosas como esas tienen cierta resistencia a la bala porque los átomos involucrados son muy grandes y pesados ​​y, por lo tanto, se necesita mucha energía para moverlos", dice Kakalios. "Kevlar usa un átomo de peso más ligero, pero debido a una química única y la forma en que se unen en una estructura muy rígida, es muy difícil romper esos enlaces y hacer que los átomos se muevan del camino".

Incluso más fuerte que el Kevlar es el grafeno, que está formado por átomos de carbono unidos. Súper delgado y capaz de ser más a prueba de balas que el acero cuando se coloca en capas, el grafeno es un material poderoso. Es real, y también es parte de los cómics.

El año pasado, Kakalios escribió un artículo para CABLEADO llamado El material a prueba de balas mágico que hizo que Iron Man renuncie al hierro. Ese material? Grafeno, por supuesto.

Aunque no estamos haciendo exactamente grandes hojas de grafeno para propósitos similares a Vibranium por el momento, tal vez sea lo más cercano que tenemos al Vibranium real.

"Debido a que todos los enlaces son muy fuertes dentro del plano del grafeno … por lo que es muy difícil romperlos", dice Kakalios.

¿El otro elemento destacado? La velocidad del sonido en el grafeno es súper rápida en comparación con otros materiales.

"Así que eso significa que cuando vienes con algo de energía cinética de algún proyectil impactante", dice Kakalios, "esa energía hace que los átomos de carbono vibren, pero debido a que la velocidad del sonido es muy rápida, la energía de vibración se propaga muy rápidamente a lo largo del El plano del grafeno y la energía se diluyen y, por lo tanto, no tienen la posibilidad de quedarse quietos y romper los enlaces químicos que mantienen unidos los átomos de carbono, y si no pueden romper los enlaces, entonces la bala no está atravesando el material."

¿Qué significa eso para nuestro escudo IRL Capitán América? Es difícil de decir, pero el grafeno presenta algunas posibilidades interesantes. De la misma manera en que los componentes de la máquina y las brocas están recubiertos con diamante, Kakalios reflexiona que un revestimiento de grafeno puede resultar una arruga potencialmente importante.

"No quisiera predecir que todo lo que tenía que hacer era cubrir un escudo de acero con grafeno y tiene el escudo de Cap", dice Kakalios, "pero sería una avenida que vale la pena seguir".

Sin embargo, no paremos allí: el grafeno es probablemente el mejor material que tenemos para un equivalente en el mundo real de Vibranium … por ahora. Pero hay personas que trabajan en estructuras de nanocompuestos y en el desarrollo de materiales que usan nanopartículas que actúan como la arena del ejemplo de la bola de boliche que se ha caído de la ventana.

"Lo que la gente está haciendo es crear estructuras que tienen otras pequeñas nanopartículas dentro de ellas, y cuando la energía proviene de algún tipo de explosión o colisión, la energía se extiende sobre las nanopartículas", dice Kakalios. "Pueden distribuir la energía sobre muchos átomos para que ningún átomo tenga que soportar toda esa carga y así no rompas ningún enlace químico ni creas grietas".

¿Las posibles aplicaciones de materiales como estos? Mejor armadura, por ejemplo. Suena como si hubiera salido de los cómics, ¿no es así?

“Absorbe la energía de la pelota y la extiende rápidamente. "No convierte la energía en fotones de luz, pero la distribuye en muchos grados de libertad para que ningún átomo sufra una ruptura catastrófica".

Aunque todavía no estamos en la etapa de los escudos de Vibranium emitidos por SSR, materiales como el desarrollo de la tecnología de nanocompuestos, el kevlar y el grafeno nos dan algunas de las propiedades que vemos en Vibranium sin la ayuda de meteoritos extraterrestres. Claro, el Vibranium es ficticio, pero algunas de sus propiedades puede ser encontrado en el mundo real, y eso es bastante increíble.

Este artículo se publicó originalmente el 20 de mayo de 2016 y se ha actualizado con nueva información.