Los científicos han desarrollado un método para permitir que los materiales, comúnmente utilizados en aeronaves y satélites, se autoreparen grietas a temperaturas muy por debajo del punto de congelación.
El artículo, publicado en Royal Society Open Science , es el primero en demostrar que los materiales autorreparables pueden manipularse para funcionar a temperaturas muy bajas -60 ° C.
El equipo, dirigido por la Universidad de Birmingham Reino Unido y el Instituto de Tecnología de Harbin China, afirma que podría aplicarse a materiales reforzados con fibra utilizados en situaciones en las que la reparación o el reemplazo es un desafío, como turbinas eólicas marinas, oincluso 'imposible', como aviones y satélites durante el vuelo.
Los composites autorreparables pueden restaurar sus propiedades automáticamente, cuando necesitan reparación. En condiciones favorables, los composites han producido eficiencias de curación impresionantes. De hecho, los esfuerzos de investigación anteriores han dado como resultado eficiencias de curación superiores al 100%, lo que indica que la función o el rendimiento deel material curado puede ser mejor que el anterior al daño.
Sin embargo, hasta este artículo, la curación se consideraba insuficiente en condiciones adversas, como temperaturas muy bajas.
De manera similar a como algunos animales en el mundo natural mantienen una temperatura corporal constante para mantener las enzimas activas, el nuevo compuesto estructural mantiene su temperatura central.
Vasos huecos tridimensionales, con el propósito de administrar y liberar los agentes curativos, y un elemento conductor poroso, para proporcionar calentamiento interno y descongelar donde sea necesario, están incrustados en el compuesto.
Yongjing Wang, estudiante de doctorado en la Universidad de Birmingham, explicó: "Ambos elementos son esenciales. Sin el elemento calefactor, el líquido se congelaría a -60 ° C y la reacción química no se podría desencadenar. Sin los recipientes,el líquido curativo no se puede entregar automáticamente a las grietas. "
Se obtuvo una eficacia de curación de más del 100% a temperaturas de -60 ° C en un laminado reforzado con fibra de vidrio, pero la técnica podría aplicarse en la mayoría de los composites autorreparables.
Las pruebas se realizaron utilizando una lámina de espuma de cobre o una lámina de nanotubos de carbono como capa conductora. La última de las dos fue capaz de autocurarse de manera más efectiva con una recuperación promedio de 107,7% en energía de fractura y 96,22% en carga máxima.
El material compuesto reforzado con fibra curado, o material huésped, tendría por lo tanto propiedades interlaminares más altas, es decir, la calidad de unión entre capas. Cuanto más altas sean esas propiedades, menos probable es que se produzcan grietas en el futuro.
Wang agregó: "Los compuestos reforzados con fibra son populares debido a que son fuertes y livianos, ideales para aviones o satélites, pero el riesgo de microgrietas internas puede causar fallas catastróficas. Estas grietas no solo son difíciles de detectar,sino también para reparar, de ahí la necesidad de la capacidad de autocurarse ".
El grupo ahora buscará eliminar los efectos negativos que los elementos calefactores tienen sobre la carga máxima mediante el uso de una capa calefactora más avanzada. Su objetivo final, sin embargo, es desarrollar nuevos mecanismos de curación para más compuestos que puedan recuperarse de manera efectiva independientemente del tamaño defallas en cualquier condición.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Birmingham . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :