Comportamiento al contacto del nácar artificial y natural

Abstract

El nácar está compuesto de una fase mineral y de una fase orgánica arregladas en una estructura brick-and-mortar. Sus propiedades particulares se deben a la presencia de puentes minerales en la fase orgánica, de la hidratación de la fase orgánica y de la plasticidad del polímero de la fase orgánica. Su particular microestructura proporciona unas excelentes propiedades mecánicas, particularmente a fractura. Por ello, hoy en dia se intenta imitar la estructura del nácar en nuevos materiales fabricados por técnicas novedosas, como por ejemplo freeze-casting. En este proyecto se estudia el comportamiento del nácar bajo contacto esférico, y más precisamente el papel de su hidratación y de su estructura. También se trata de definir si las imitaciones artificiales del nácar se acercan de su comportamiento real. Para ello se ha estudiado el comportamiento del nácar natural bajo contacto en estado seco y húmedo, a través de indentaciones hertzianas y nanoindentaciones. Sobre los compuestos fabricados por freezing se han efectuado nanoindentaciones para ver si se asemejan al nácar natural. Se ha observado que el nácar tiene un doble comportamiento, respondiendo como un material frágil o como uno más dúctil en función del radio de curvatura del indentador, de la carga aplicada, y de la hidratación de la fase orgánica. En el caso del nácar húmedo el comportamiento es principalmente dúctil. Por último se ha visto que el nácar artificial, aunque de estructura muy fina, todavía no es comparable al nácar natural ya que no tiene la misma escala nanométrica de homogeneidad.