Estudian cómo programar un polímero autorreparable para su utilización en sectores como la automoción, el aeroespacial o el biomédico.
La memoria de forma es una propiedad de ciertos materiales para recuperar su estado inicial tras someterles a la programación de su forma y un posterior tratamiento de recuperación. Para este tipo de técnica se suele emplear calor como estímulo de la recuperación, fundamentalmente si el material es un polímero, como por ejemplo el polietileno con el que se fabrican las botellas de plástico o las fibras de nailon con el que se fabrican las medias.
Un equipo científico, liderado por el área de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad Rey Juan Carlos, ha estudiado esta capacidad en el polímero autorreparable comercialmente conocido como Surlyn® (Dupont). Se trata de un material que puede programarse para que posea comportamiento de memoria de forma. El objetivo principal del estudio ha consistido en mejorar sus propiedades mecánicas, como su módulo de elasticidad, resistencia a tracción y capacidad de deformación. "Hemos introducido distintas proporciones de refuerzos de nanopartículas de sílice para comprobar su efecto e influencia en las propiedades de memoria de forma originales", explica Antonio Julio López Galisteo, investigador de la URJC y codirector del estudio, junto a Alejandro Ureña.
Ejemplo de respuesta de memoria de forma del polímero Surlyn® al aplicar 60 ºC a una probeta retorcida (a) o estirada (b).
Los ensayos realizados por los investigadores de la URJC, en colaboración con las científicas Laura Peponi y Valentina Sessini del Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP) del CSIC, han demostrado que se pueden mejorar sus propiedades mecánicas, como por ejemplo su rigidez y su resistencia a tracción, sin perder su capacidad de memoria de forma al introducir estímulos térmicos.
Los resultados de esta investigación han sido publicados recientemente en la revista científica Nanocomposites y podrían emplearse para nuevas aplicaciones en diferentes sectores industriales o biomédicos. El trabajo se engloba dentro del programa Materiales Multifuncionales para los Retos de la Sociedad (Multimat Challenge), financiado por la Comunidad de Madrid.
FUTUROS USOS PARA LA INDUSTRIA O LA INGENIERÍA MÉDICA
El material estudiado abre nuevas oportunidades para la fabricación de componentes en el sector de la automoción. Por ejemplo, se podría emplear en materiales anti-choque o en pinturas con capacidad de autorreparación.
Dentro del sector aeroespacial podría utilizarse para el control térmico de zonas con difícil acceso.
En el ámbito biomédico también podría aplicarse como material que se introduce plegado en el interior del cuerpo, tal y como señala Antonio Julio López: "Haciendo una mínima incisión en el paciente y, posteriormente, desplegándose en su interior por efecto de la temperatura corporal". Algunos ejemplos en este sector son los injertos vasculares y stent cardiovasculares.
Referencia bibliográfica:
Valentina Sessini et al., 2018. Thermally activated shape memory behavior of copolymers based on ethylene reinforced with silica nanoparticles. Nanocomposites. DOI: 10.1080/20550324.2018.1472723
