Un material multifuncional es un material compuesto . El enfoque tradicional para el desarrollo de estructuras es abordar la función de soporte de carga y otros requisitos funcionales por separado. Sin embargo, recientemente ha habido un mayor interés en el desarrollo de materiales y estructuras que soporten carga y que tengan funciones integrales que no sean de soporte de carga, guiado por los descubrimientos recientes sobre cómo funcionan los sistemas biológicos multifuncionales . [1]
Con los materiales estructurales convencionales, ha sido difícil lograr una mejora simultánea en múltiples funciones estructurales, pero el uso creciente de materiales compuestos ha sido impulsado en parte por el potencial de tales mejoras. Las múltiples funciones pueden variar desde funciones mecánicas hasta funciones eléctricas y térmicas. Los materiales compuestos más utilizados tienen materiales de matriz polimérica, que normalmente son malos conductores. Se podría lograr una conductividad mejorada reforzando el material compuesto con nanotubos de carbono, por ejemplo. [2] [3]
Entre las muchas funciones que se pueden lograr están la transmisión de potencia, la conductividad eléctrica / térmica , la detección y actuación, la recolección/almacenamiento de energía, la capacidad de autocuración, el blindaje contra interferencias electromagnéticas (EMI) y la reciclabilidad y biodegradabilidad . Véase también materiales con grado funcional , que son materiales compuestos en los que la composición o la microestructura se varían localmente de modo que se logra una cierta variación de las propiedades locales del material. [4] [5] Sin embargo, los materiales con grado funcional se pueden diseñar para funciones y aplicaciones específicas.
Numerosas aplicaciones, como alas de aeronave reconfigurables, paneles aerodinámicos que cambian de forma para el control de flujo, escapes de motor de geometría variable, álabes de turbina, configuración de turbinas eólicas a diferentes velocidades del viento, sistemas microelectromecánicos (microinterruptores), celdas de memoria mecánica, válvulas, microbombas, posición flexible del panel direccional en celdas solares, arquitectura innovadora (paneles de forma adaptable para techos y ventanas), dispositivos electrónicos flexibles y plegables y ópticas (espejos que cambian de forma para enfoque activo en sistemas ópticos adaptables).