Cuando se combinan dos o más materiales diferentes, el resultado es un compuesto. Los primeros usos de los compuestos se remontan al 1500 a. C. cuando los primeros colonos egipcios y mesopotámicos usaban una mezcla de barro y paja para crear edificios fuertes y duraderos. Straw continuó proporcionando refuerzo a los antiguos productos compuestos, incluidos la cerámica y los barcos.
Más tarde, en 1200 DC, los mongoles inventaron el primer arco compuesto. Usando una combinación de madera, hueso y "pegamento animal", los arcos se presionaron y se envolvieron con corteza de abedul. Estos arcos eran poderosos y precisos. Los arcos mongoles compuestos ayudaron a asegurar el dominio militar de Genghis Khan.
Nacimiento de la "era de los plásticos"
La era moderna de los compuestos comenzó cuando los científicos desarrollaron plásticos. Hasta entonces, las resinas naturales derivadas de plantas y animales eran la única fuente de pegamentos y aglutinantes. A principios de 1900, se desarrollaron plásticos como vinilo, poliestireno, fenólico y poliéster. Estos nuevos materiales sintéticos superaron a las resinas individuales derivadas de la naturaleza.
Sin embargo, los plásticos solos no pueden proporcionar suficiente resistencia para algunas aplicaciones estructurales. Se necesitaba refuerzo para proporcionar resistencia y rigidez adicionales.
En 1935, Owens Corning introdujo la primera fibra de vidrio, fibra de vidrio. Fibra de vidrio, cuando se combina con un polímero plástico crea una estructura increíblemente fuerte que también es liviana. Este es el comienzo de la industria de los polímeros reforzados con fibra (FRP).
WWII - Impulsando la innovación de los primeros compuestos
Muchos de los mayores avances en materiales compuestos fueron el resultado de las necesidades de tiempos de guerra. Justo cuando los mongoles desarrollaron el arco compuesto, la Segunda Guerra Mundial trajo la industria de FRP del laboratorio a la producción real.
Se necesitaban materiales alternativos para aplicaciones ligeras en aviones militares. Los ingenieros pronto se dieron cuenta de otros beneficios de los compuestos más allá de ser livianos y fuertes. Se descubrió, por ejemplo, que los compuestos de fibra de vidrio eran transparentes para las frecuencias de radio, y el material pronto se adaptó para su uso en la protección de equipos de radar electrónico (Radomes).
Adaptación de compuestos: "Era espacial" a "Todos los días"
A finales de la Segunda Guerra Mundial, una pequeña industria de compuestos de nicho estaba en pleno apogeo. Con una menor demanda de productos militares, los pocos innovadores en compuestos ahora intentaban ambiciosamente introducir compuestos en otros mercados. Los barcos fueron un producto obvio que se benefició. El primer casco comercial compuesto de barcos se introdujo en 1946.
En este momento, Brandt Goldsworthy, a menudo conocido como el "abuelo de los compuestos", desarrolló muchos nuevos procesos y productos de fabricación, incluida la primera tabla de surf de fibra de vidrio, que revolucionó la deporte.
Goldsworthy también inventó un proceso de fabricación conocido como pultrusión, un proceso que permite productos reforzados con fibra de vidrio confiables y fuertes. Hoy en día, los productos fabricados a partir de este proceso incluyen rieles de escalera, mangos de herramientas, tuberías, flechas, armaduras, pisos de trenes y dispositivos médicos.
Avance continuo en compuestos
En la década de 1970 el composicion La industria comenzó a madurar. Se desarrollaron mejores resinas plásticas y fibras de refuerzo mejoradas. DuPont desarrolló un fibra de aramida conocido como Kevlar, que se ha convertido en el producto de elección en la armadura corporal debido a su alta resistencia a la tracción, alta densidad y peso ligero. La fibra de carbono también se desarrolló en esta época; cada vez más, ha reemplazado piezas que antes eran de acero.
La industria de los compuestos todavía está evolucionando, y gran parte del crecimiento ahora se centra en las energías renovables. Las palas de turbinas eólicas, especialmente, están constantemente presionando los límites de tamaño y requieren materiales compuestos avanzados.
Viendo hacia adelante
La investigación de materiales compuestos continúa. Las áreas de particular interés son los nanomateriales (materiales con estructuras moleculares extremadamente pequeñas) y los polímeros de base biológica.