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La alumna Ainara Gomez Pedraza obtuvo la calificación SOBRESALIENTE CUM LAUDE con mención Doctorado Internacional

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• Título de tesis: Analysis and development of new magnetoactive materials

Tribunal:

• Presidencia: Modesto T. López López (Universidad de Granada)
• Vocalía: Pavel Kuzhir (University of Nice)
• Vocalía: Dmitry Borin (Technische Univestät Dresden)
• Vocalía: Carmen Rial Tubio (BCMaterials)
• Secretaría: Ane Errarte Yarza (Mondragon Unibertsitatea)

Resumen:

La creciente demanda de sistemas avanzados, que requieren adaptabilidad, monitorización y respuesta en tiempo real, ha impulsado el desarrollo y estudio de materiales inteligentes, capaces de ajustar sus propiedades físicas en función de diversos estímulos externos. Dentro de esta categoría, los materiales magnetoactivos (MA) destacan por su habilidad para modificar instantáneamente su comportamiento en respuesta a un campo magnético. Su rápida acción, eficiencia y reversibilidad los hacen especialmente atractivos para aplicaciones que exigen una respuesta precisa e inmediata. Sin embargo, a pesar de sus ventajas, estos materiales aún enfrentan ciertos inconvenientes que limitan su uso. Por esta razón, la presente tesis doctoral se ha enfocado en desarrollar y analizar nuevos materiales MA y sistemas de caracterización para optimizar sus propiedades y facilitar su aplicación. Concretamente, esta tesis se ha centrado en dos tipos de materiales MA: los fluidos magnetorreológicos (FMR) y los elastómeros MA.

En cuanto a los FMR, uno de los principales inconvenientes es su baja estabilidad gravitacional. En este contexto, se ha analizado cómo la fase sólida afecta el comportamiento magnetorreológico de los FMR, considerando factores como la composición, el tamaño y la morfología de las partículas. Para ello, se han sintetizado muestras con distintos tipos de partículas y se ha llevado a cabo una caracterización para evaluar el impacto de estas propiedades físicas en la respuesta MR, los mecanismos de destrucción involucrados y la reversibilidad del fluido tras la exposición a un campo magnético.

Además, se ha desarrollado un nuevo método no invasivo basado en ultrasonidos para medir la estabilidad gravitacional de los FMR. Este desarrollo incluye el diseño y la fabricación del sistema de medición, así como los procedimientos para la conversión de datos y el proceso de medición. El método se basa en la correlación entre la concentración de partículas y la velocidad de propagación del sonido, ofreciendo una solución eficaz para caracterizar la sedimentación en estos fluidos compuestos por partículas nano o micrométricas. Por otro lado, en lo que a los elastómeros MA respecta, uno de los principales retos consiste en mejorar la deformabilidad ante un campo magnético y la capacidad del material para recuperar su forma original tras la eliminación del mismo. Esta tesis aborda estos desafíos mediante el desarrollo de una nueva generación de elastómeros MA basados en partículas magnéticamente blandas, con una estructuración multicapa específica que optimiza tanto la deformabilidad como la reversibilidad.

Para lograr un control preciso del material, se ha empleado un método de digitalización 3D que correlaciona la deformación del material con el campo magnético aplicado. Además, para profundizar en la comprensión de cómo el campo magnético afecta la estructura interna del material y provoca su deformación, se ha realizado una evaluación de las propiedades magneto-mecánicas y magnéticas, complementada con un análisis microestructural mediante microtomografía computarizada.

En resumen, esta tesis doctoral contribuye significativamente al avance en el área de los materiales MA, abordando sus limitaciones actuales mediante la propuesta de nuevas soluciones. Así, los resultados obtenidos no solo amplían el conocimiento sobre el comportamiento de estos materiales, sino que también facilitan su implementación en sistemas avanzados y promueven el desarrollo de nuevas tecnologías