Los elastómeros, o polímeros elásticos, materiales con alta elasticidad, se utilizan ampliamente para aplicaciones en industrias como la automotriz, la manufactura y el petróleo y el gas. El grado de elasticidad en estos materiales, denotado por un parámetro conocido como "módulo de Young,"depende del grado de reticulación entre las capas de polímero constituyentes, de manera que una reticulación más alta conduce a una mayor rigidez y, a su vez, implica un módulo de Young grande.
Las diferentes aplicaciones requieren elastómeros de diferente rigidez. Por ejemplo, el módulo de Young deseable para neumáticos es diferente al de tuberías y mangueras. Hasta ahora, para los elastómeros convencionales, una vez que se produce la reticulación de las cadenas de polímero, sus propiedades no pueden sercambiado, lo que requiere que las industrias fabriquen diferentes elastómeros para diferentes aplicaciones. Pero, ¿y si pudiéramos preparar un único elastómero con propiedades versátiles para una variedad de aplicaciones?
en un nuevo estudio publicado en polímero , el Dr. Mikihiro Hayashi del Instituto de Tecnología de Nagoya, Japón, y sus colegas han hecho precisamente eso. El equipo ha sintetizado con éxito una película de elastómero cuya elongación se puede controlar mediante la foto reacción posterior a la preparación para adaptarse a la aplicación deseada, por lo tanto, ahorrando tiempo, costes y recursos humanos.
Para desarrollar este elastómero, los científicos equiparon un poliéster polímero que tiene un grupo éster con grupos termorreactivos y fotorreactivos, que reaccionan al calor y a la luz, respectivamente. Luego siguieron un proceso de dos pasos en el que los grupos termorreactivos primero se sometieron a un cruce térmico.-enlace y luego el grupo fotorreactivo formó enlaces cruzados en presencia de luz ultravioleta. Los científicos observaron que el material obtenido después del entrecruzamiento térmico era blando y flexible, pero cuando se trató más con luz ultravioleta, el material aumentó en rigidez dependiendo de latiempo de exposición. De hecho, cuando se expone durante 30 minutos, ¡el módulo de Young del material aumentó en dos órdenes de magnitud!
Este hallazgo sin precedentes emocionó a los científicos. El Dr. Hayashi afirma: "Al desarrollar este elastómero utilizando la doble reticulación térmica y fotográfica, demostramos que es posible el ajuste posterior a la preparación de la resistencia a la tracción en los materiales. Estábamos intrigados por seguir explorandolos beneficios de este material. "
En consecuencia, diseñaron películas de elastómero con patrones no homogéneos del módulo de Young mediante iluminación UV selectiva. Los científicos lograron esto utilizando rendijas de fotomáscaras horizontales y verticales, creando patrones de secciones blandas y rígidas. Al probar las películas con patrones horizontales bajo tensión, las secciones rígidasapenas mostró deformación, mientras que las secciones blandas mostraron 5 veces el alargamiento. Sin embargo, sorprendentemente, las películas con patrón vertical mostraron una excelente tenacidad y retrasaron la propagación de grietas. Mientras que una grieta en una película completamente rígida se propaga instantáneamente, una grieta en la película no homogénea se detuvoal llegar a la sección blanda. Cuanto mayor es el número de patrones, más lento es el crecimiento de la grieta.
"Nuestros hallazgos pueden proporcionar información útil para desarrollar nuevas metodologías para controlar el comportamiento de fractura de elastómeros", comenta el Dr. Hayashi, hablando de las ramificaciones prácticas de su estudio. "Además, nuestra técnica podría ayudar a ahorrar el consumo excesivo de productos químicos yresolver problemas asociados con el agotamiento de los recursos petroleros ", agrega.
¡Estas películas versátiles seguramente encontrarán aplicaciones en una amplia gama de campos y allanarán el camino hacia sociedades sostenibles!
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Nagoya . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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