Antes de que tengamos autos o edificios de recuperación automática, necesitamos materiales fuertes que puedan repararse completamente en entornos libres de agua. Los materiales de recuperación automática funcionan muy bien si son suaves y húmedos, pero los grupos de investigación han descubierto que la capacidadla reparación automática disminuye a medida que los materiales se secan. Los científicos de la Universidad de Osaka comienzan a cerrar esta brecha con materiales rígidos que pueden reparar el 99% de un corte en la superficie en condiciones semisecas. Presentan sus prototipos, que son los primeros encombinar enfoques físicos y químicos para la autocuración, el 10 de noviembre en Chem .
"La combinación de la autocuración física y química permite que los materiales exhiban una autocuración rápida y eficiente incluso en un estado seco y duro", dice la autora principal Akira Harada, química de polímeros supramoleculares en la Universidad de Osaka. "Solo una pequeña cantidadse necesita vapor de agua para facilitar la autocuración en el estado de película seca. En otras palabras, el agua sirve como un pegamento no tóxico en el proceso de autocuración ", agrega el coautor Yoshinori Takashima, profesor asociado de la Universidad de Osaka.
Los ingenieros de materiales utilizan varias estrategias para generar materiales de autocuración. Pueden incorporar físicamente el material con microcápsulas o vías llenas de agentes curativos o construir el material mediante el uso de moléculas, como el polirrotaxano, que cambian de forma en respuesta al daño, tambiénllamado relajación del estrés. Los materiales químicos de autocuración utilizan enlaces reversibles que van desde reacciones químicas reversibles hasta interacciones intermoleculares como el enlace de hidrógeno.
El laboratorio de Harada combinó mecanismos físicos y químicos de autocuración en sus materiales mediante el uso de polirrotaxano como estructura principal reticulada por interacciones reversibles, en este caso entre ácido borónico y dioles. La estructura de polirrotaxano permite la relajación del estrés en la recuperación de una abolladura poco profunda, y la naturaleza reversible de los enlaces permite la autocuración química de un corte profundo. El enfoque combinado permitió que los materiales recuperen hasta el 80% de su resistencia en 10 minutos sin la combinación, los materiales solo podrían reparar hasta el 30%de su fuerza después de una hora.
"Investigaciones recientes sobre materiales poliméricos supramoleculares han demostrado que el diseño inteligente conduce a una función inteligente a escala macroscópica", dice el primer autor Masaki Nakahata, profesor asistente de ciencias de la ingeniería en la Universidad de Osaka. "Materiales poliméricos, resistentes y auto-curables, puede abrir una nueva frontera en la ciencia de los materiales "
Los científicos dicen que sus materiales podrían usarse en una amplia variedad de aplicaciones que van desde recubrimientos externos de automóviles y edificios hasta aplicaciones médicas, como adhesivos y resinas autocurables. Planean continuar trabajando en la creación de un material duro quepuede curarse por sí mismo en condiciones ambientales sin la adición de señales externas.
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Materiales proporcionados por prensa celular . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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