Inspirados por la naturaleza, los científicos chinos han producido un análogo sintético al caucho natural vulcanizado. Su material es tan resistente y duradero como el original. En la revista Angewandte Chemie , revelan el secreto de su éxito: las cadenas cortas de proteínas unidas a las cadenas laterales del esqueleto del polímero aseguran un entrecruzamiento físico estable y le dan al material un efecto de "autorreforzamiento" bajo tensión. En contraste con los cauchos convencionales,es mucho más fácil de reciclar
El caucho natural consiste en una variedad de polímeros elásticos que se procesan para su uso en neumáticos, la industria automotriz y productos como colchones de goma. Aunque algunos cauchos sintéticos, los poliisoprenos, tienen la misma estructura de cadena principal que el caucho natural, vulcanizado naturallas gomas son claramente superiores porque son significativamente más fuertes y más duras. La razón de esto es un efecto espontáneo de "auto-refuerzo", un endurecimiento reversible del material bajo tensión mecánica. Este fenómeno se conoce como cristalización por deformación.los componentes polares proteínas y fosfolípidos unidos de forma no covalente en los extremos de las cadenas de polímero desempeñan un papel en este alto grado de tenacidad.
La funcionalización de los extremos de las cadenas podría ser un medio para mejorar las propiedades mecánicas de los cauchos sintéticos, pero los métodos sintéticos adecuados han sido escasos. Los investigadores dirigidos por Yun-Xiang Xu y Guangsu Huang en la Universidad de Sichuan en Chengdu, China,ahora han encontrado una técnica: al utilizar un sistema catalítico ya establecido basado en elementos de tierras raras y precursores especiales estabilizados, produjeron con éxito cadenas poliméricas muy largas de unidades de isopreno con un alto grado de enlace cis dentro del esqueleto y un gran númerode cadenas laterales con grupos hidroxilo polares en el extremo. La idea era imitar el caucho natural uniendo biomoléculas a estos grupos hidroxilo para proporcionar la reticulación física de las cadenas de polímero.
Inspirados por la alta estabilidad y resistencia de la seda de araña, los investigadores optaron por utilizar cadenas de polímeros cortos oligopéptidos formados por cuatro moléculas del aminoácido alanina. Se sabe que tales oligoalaninas forman estructuras en forma de láminas tipo acordeón que constituyenLos componentes duros de la seda, dándole resistencia y estabilidad térmica.
Debido a que las cadenas peptídicas y de poliisopreno no son miscibles, las cadenas peptídicas se agregan preferentemente juntas. Este efecto da como resultado la reticulación física deseada de las cadenas de poliisopreno. La resistencia y la tenacidad de los nuevos cauchos sintéticos aumentan enormemente sin comprometer su elasticidad.Además, el material demuestra un autorrefuerzo significativo a través de la cristalización por deformación. Sus propiedades se corresponden bien con las del caucho natural vulcanizado.
Debido a que la vulcanización convencional no es necesaria en este proceso, la reciclabilidad de estos nuevos cauchos de poliisopreno de alto rendimiento se mejora significativamente. De esta manera, las grandes cantidades de caucho mal reciclable arrojado a los vertederos o quemado a un alto costo para el medio ambiente puede serreducido en el futuro.
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Materiales proporcionado por Wiley . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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