Siguiendo el ejemplo del Universo Marvel, los investigadores informan que han desarrollado un material polimérico autocurativo con un ojo en la electrónica y la robótica blanda que pueden repararse a sí mismos. El material es estirable y transparente, conduce iones para generar corriente y podríadía ayude a que su teléfono inteligente roto vuelva a estar juntos.
Los investigadores presentarán su trabajo hoy en la 253ª Reunión y Exposición Nacional de la Sociedad Química Estadounidense ACS.
"Cuando era joven, mi ídolo era Wolverine de los X-Men", dice Chao Wang, Ph.D., "Él podía salvar el mundo, pero solo porque podía curarse a sí mismo. Un material de autocuración,cuando se tallan en dos partes, pueden volver a juntarse como si nada hubiera pasado, al igual que nuestra piel humana. He estado investigando la fabricación de una batería de iones de litio autorreparable, de modo que cuando deje caer su teléfono celular, se arregle solo y dure muchomás."
La clave para la autorreparación está en los enlaces químicos. Existen dos tipos de enlaces en los materiales, explica Wang. Hay enlaces covalentes, que son fuertes y no se reforman fácilmente una vez que se rompen; y enlaces no covalentes, que son más débiles ymás dinámicos. Por ejemplo, los enlaces de hidrógeno que conectan las moléculas de agua entre sí no son covalentes, se rompen y reforman constantemente para dar lugar a las propiedades fluidas del agua ". La mayoría de los polímeros autocurables forman enlaces de hidrógeno o coordinación metal-ligando,pero estos no son adecuados para conductores iónicos ", dice Wang.
El equipo de Wang en la Universidad de California, Riverside, se centró en un tipo diferente de enlace no covalente llamado interacción ion-dipolo, una fuerza entre iones cargados y moléculas polares. ”Las interacciones ion-dipolo nunca se han utilizado para diseñarun polímero autorreparable, pero resulta que son particularmente adecuados para conductores iónicos ", dice Wang. La idea de diseño clave en el desarrollo del material fue utilizar un polímero polar extensible, poli fluoruro de vinilideno-co-hexafluoropropileno, más una sal iónica móvil. Las cadenas de polímero están unidas entre sí por interacciones ion-dipolo entre los grupos polares en el polímero y la sal iónica.
El material resultante podría estirarse hasta 50 veces su tamaño habitual. Después de romperse en dos, el material se volvió a coser automáticamente por completo en un día.
Como prueba, los investigadores generaron un "músculo artificial" colocando una membrana no conductora entre dos capas del conductor iónico. El nuevo material respondió a señales eléctricas, moviendo estos músculos artificiales, llamados así porque los músculos biológicos de manera similarmoverse en respuesta a señales eléctricas aunque los materiales de Wang no están destinados a aplicaciones médicas.
Para el siguiente paso, los investigadores están trabajando para alterar el polímero para mejorar las propiedades del material. Por ejemplo, están probando el material en condiciones adversas, como alta humedad. "Los polímeros autorreparables anteriores no han funcionado bien enalta humedad, dice Wang. "El agua entra allí y estropea las cosas. Puede cambiar las propiedades mecánicas. Actualmente estamos ajustando los enlaces covalentes dentro del polímero para preparar estos materiales para aplicaciones del mundo real".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Sociedad Química Estadounidense . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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