Tendencias21
Tres proyectos adelantan la creación de materiales autorreparables

Tres proyectos adelantan la creación de materiales autorreparables

El desarrollo de materiales autorreprables está todavía en sus primeras etapas. Tres proyectos, uno liderado por la empresa española Tecnalia y otros dos por las universidades británicas de Bristol y Sheffield, están dando pasos más concretos para conseguir materiales con esa capacidad. La empresa aeronáutica Airbus y la Agencia Espacial Europea (ESA), están detrás de dos de estos proyectos, ya que buscan la manera de que tanto aviones como naves espaciales puedan reparar algunas de sus partes gracias a estos materiales y sin la intervención humana. Por Raúl Morales.

Tres proyectos adelantan la creación de materiales autorreparables

Tres proyectos liderados por la empresa española Tecnalia y las universidades británicas de Bristol y Sheffield, dos de ellos para Airbus y la ESA, están dando pasos más concretos para el desarrollo de materiales capaces de repararse solos.

La naturaleza está repleta de ejemplos que nos muestran materiales que son capaces de autorrepararse. Así, cuando una persona sufre una pequeña herida, el cuerpo humano reacciona para cerrar la brecha, enviando las plaquetas necesarias para ello, sin que muchas veces, se precise emplear ninguna sustancia coagulante externa, ya que la proporciona el propio organismo. Lo mismo ocurre cuando un árbol sufre un corte en su tronco o cuando una estrella de mar se rompe.

Esta capacidad de la naturaleza para autorregenerarse ha sido la base para que ingenieros y científicos hayan empezado a desarrollar materiales autorreparables poliméricos (polímeros son macromoléculas, generalmente orgánicas, formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.) Estos nuevos materiales tienen la capacidad de recuperar una gran parte de las propiedades que tenían antes de romperse. Esa recuperación tiene lugar sin ninguna o con una mínima ayuda exterior.

Como recoge un artículo publicado por los investigadores Sonia Flores y Ángel María Irisari del que se hace eco Basquerearch, de la empresa española Tecnalia, en la actualidad el sector privado y varias universidades del mundo están trabajando básicamente en el desarrollo de dos tecnologías de autorreparación en materiales poliméricos: la de encapsulado de adhesivo y la térmica.

La primera de ellas consiste en la existencia de una serie de «almacenes» de adhesivo, que se distribuyen homogéneamente a lo largo de un material. Si este material sufre, por ejemplo, una grieta ese adhesivo encapsulado se libera junto a un catalizador, de tal modo que cierra la grieta y polimeriza el material aportado.

En el espacio

Está técnica está siendo probada por la empresa INASMET-Tecnalia en un proyecto para la empresa aeronáutica AIRBUS. Los responsables de este proyecto han conseguido producir una serie de microcápsulas y distribuirlas sobre resina polimérica. Según sus responsables, este sólo ha sido un primer paso que les ha permitido conocer de primera mano las dificultades que se encuentran los ingenieros en la etapa de encapsulado de los adhesivos.

El Departamento de Ingeniería Aeroespacial de la universidad británica de Bristol empezó a trabajar ya en 2006 en un proyecto para la ESA con el fin de desarrollar materiales con estas capacidades. Tras estos dos años de investigación, han seguido un método muy similar al anterior, pero en lugar de usar microcápsulas usan una especie de tubos también llenos de material adhesivo.

El interés por parte de la ESA en este tipo de materiales es lógico. La construcción de una nave espacial conlleva la fabricación de piezas con mucha precisión, piezas que van a sufrir fuertes cambios de temperatura o que corren el riesgo de ser golpeadas por pequeñas motas de polvo o basura espacial. Evidentemente, una vez que la nave está en órbita, resulta complicado reparar las piezas dañadas.

La vía térmica

Otra metodología de reparación está siendo usada por el Polymer Centre de la Universidad de Sheffield. Se trata de la vía térmica. Este centro ha desarrollado un material que consiste en un compuesto de matriz polimérica reforzado con fibras de carbono. La matriz polimérica, a su vez, está formada por una solución sólida de un polímero termoplástico (un termoplástico es un plástico que a temperatura ambiente es plástico. Al calentarse, se convierte en líquido y al volver a enfriarse se endurece en estado vítreo) y otro termoestable (polímeros infusibles o indisolubles).

Como recuerdan Flores e Irisarri en su artículo, la única restricción del material termoestable consiste en que sea el adecuado para incorporar las fibras de refuerzo en su seno. Sin embargo, el material termoplástico tiene mayores limitaciones. En este caso, cuando se detecta el daño, la reparación se efectúa calentando el material por algún dispositivo incorporado al mismo. Este calentamiento es capaz de elevar la temperatura por encima de la de fusión del material termoplástico, que se funde y fluye hacia las zonas dañadas, de forma que se sellan las grietas.

El desarrollo de los materiales autorreparables está todavía en sus primeros pasos, a pesar de que ya han sido muchos los avances. El año pasado, Tendencias XXI recogía un proyecto de la universidad británica de Leeds para desarrollar antes de 2010 una casa resistente a los terremotos gracias a sensores inteligentes y a un material formado por polímeros nanométricos capaces de reparar grietas.

En este caso la capacidad de reparación se consigue gracias a un material formado por nanopartículas poliméricas que pasan a estado líquido si se someten a presión. Dicho líquido fluye y rellena las grietas y después se endurece y forma un material sólido, arreglando así las roturas que sufra el edificio.

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Los glaciares esconden toneladas de microbios dentro del hielo 31 mayo, 2023
    Los glaciares del Ártico no están tan desprovistos de vida como podría parecer a primera vista: en realidad, están prácticamente repletos de formas de vida microscópicas. Muchos de estos organismos permanecen inactivos en invierno y se despiertan de su sueño helado solo con el deshielo del verano: según un nuevo estudio, un pequeño charco de […]
    Pablo Javier Piacente
  • Una técnica innovadora mejora la búsqueda de señales extraterrestres en la Vía Láctea 31 mayo, 2023
    Una nueva misión científica intenta identificar señales periódicas de radio que emanen del núcleo de la Vía Láctea y constituyan firmas tecnológicas de civilizaciones inteligentes, en un esfuerzo renovado por descubrir inteligencia extraterrestre en algún lugar de nuestra galaxia. Un software con un algoritmo optimizado para identificar pulsos periódicos de radio en el centro galáctico […]
    Pablo Javier Piacente
  • El metaverso es una herramienta óptima para una ciencia mejor, según un estudio 31 mayo, 2023
    El metaverso puede convertirse en una poderosa herramienta para el desarrollo del conocimiento científico: los laboratorios podrán experimentar con mayor facilidad en los espacios virtuales, donde las reuniones científicas serán más efectivas. También facilita la verificación de resultados y permitirá explorar Marte sin salir de la Tierra.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • La biofísica española Eva Nogales gana el “Premio Nobel Oriental” en Ciencias de la Vida 31 mayo, 2023
    La biofísica española Eva Nogales, formada en la Universidad Autónoma de Madrid e investigadora en la Universidad de Berkeley, ha sido galardonada, junto al químico alemán Patrick Cramer, con el Premio Shaw en Ciencias de la Vida, conocido como el “Premio Nobel Oriental”. Las misteriosas ráfagas de radio rápidas (FRB) han sido galardonadas a su […]
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Una "mano robótica" a nanoescala hecha de ADN podría usarse para detectar virus 30 mayo, 2023
    Una diminuta mano fabricada con ADN tiene dedos articulados que se pueden usar para agarrar objetos pequeños, como nanopartículas de oro o virus, según un nuevo estudio. Los cuatro dedos de la nanomano están unidos a una “palma” para formar una cruz cuando la mano está abierta: cada dedo tiene solo 71 nanómetros de largo […]
    Pablo Javier Piacente
  • Una estrella explotó tan intensamente que lanzó su núcleo zumbando a través del cosmos 30 mayo, 2023
    Los astrónomos han descubierto una rareza cósmica, casi por casualidad mientras estudiaban un sistema de agujeros negros: identificaron una estrella muerta que sale disparada luego de un estallido de supernova, dejando un rastro de emisión de radio similar a un cometa a su paso. La longitud de esta "cola" de púlsar es de unos 40 […]
    Pablo Javier Piacente
  • Cuidado, esta gaviota te está mirando 30 mayo, 2023
    La gaviota es más observadora de lo que parece: en el 95% de los casos, elige un alimento, o más exactamente un envase, del mismo color que el elegido por el humano. Así se asegura que no será envenenada y aprenderá a sobrevivir.
    ASP/T21
  • Las mujeres sí sirven para las matemáticas 30 mayo, 2023
    Muchas mujeres han tenido que lidiar con los prejuicios de género para desempeñarse y brillar como excelentes matemáticas. Aunque cuesta mucho trabajo hallar su rastro en la historia: una hizo posible el viaje humano a la Luna y otra ganó el “Nobel de Matemáticas”. Pero hay más.
    Alicia Domínguez y Eduardo Costas.
  • Descubren la huella humana más antigua: tiene 153.000 años 29 mayo, 2023
    Una huella descubierta en Sudáfrica, con 153.000 años de antigüedad, es la más antigua identificada hasta la fecha de un Homo sapiens anatómicamente moderno. El hallazgo se concretó en el Parque Nacional Garden Route, en las provincias sudafricanas del Cabo Occidental y del Cabo Oriental. Los científicos destacaron que los descubrimientos en Sudáfrica permiten ampliar […]
    Pablo Javier Piacente
  • Los extraterrestres ya estarían en la Tierra, según un científico de Stanford 29 mayo, 2023
    Un investigador de la Universidad de Stanford, que ha estudiado los cambios en los cerebros de pilotos que se acercaron a supuestos fenómenos anómalos no identificados (UAP) y los campos generados por ellos, afirmó en una reciente conferencia en Nueva York que los extraterrestres no solo han visitado la Tierra, sino que han estado aquí […]
    Pablo Javier Piacente