¿Qué son los materiales autocurativos?

Los materiales de autocuración son sustancias que pueden reparar grietas estructurales u otros daños automáticamente, una capacidad que puede extender en gran medida la vida útil de un producto y, en algunos casos, ayudar a proteger a las personas de daños. Muchos productos de reparación automática se han inspirado en procesos biológicos que permiten que los cuerpos vivos sanen. Al observar la actividad curativa natural a nivel microscópico, los científicos han desarrollado múltiples métodos para replicar esta capacidad beneficiosa en sustancias artificiales. Existen varios tipos diferentes de productos de autocuración, y se pueden usar múltiples enfoques para crear estos materiales. Independientemente de la estructura, los objetos de reparación automática están diseñados para funcionar sin requerir intervención humana.

Un tipo de producto de reparación automática se conoce como sistema microencapsulado. Estos materiales de autocuración están diseñados específicamente para reparar grietas minúsculas que se producen en los polímeros. Este daño, a veces llamado "microfisuramiento", puede ser causado por desgaste mecánico o estrés térmico. Los materiales microencapsulados contienen un agente químico que está formulado para reconstruir y reforzar la estructura del polímero. Una capa de epoxi contiene estos químicos de refuerzo dentro de pequeños bolsillos, y el agente comienza a extenderse cuando el daño estructural hace que las pequeñas cápsulas se rompan.

Los sistemas microvasculares son otra variedad de materiales de autocuración. Al igual que las soluciones microencapsuladas, este tipo de material utiliza un agente curativo que se mantiene contenido hasta que se necesita. Sin embargo, en lugar de extenderse uniformemente a través de una superficie dentro de pequeñas cápsulas, los productos químicos útiles se colocan en "venas" artificiales o canales que hacen panal del material. Esta estructura en forma de vena permite que los productos químicos se bombeen continuamente a un área agrietada, lo que ayuda a evitar daños continuos.

Un tercer método que puede usarse para crear materiales de autocuración emplea polímeros mecanoquímicamente activos. Este enfoque es similar a la forma en que los huesos humanos comienzan a repararse a sí mismos después de romperse. Con este método, se crean polímeros que contienen grupos de moléculas llamadas "mecanóforos". Estos grupos son naturalmente propensos a conectarse con otras moléculas similares. Cuando un polímero se ve afectado por la tensión, los mecanóforos incrustados forman un enlace estructural, al igual que dos piezas de cierres de Velcro® se unen.

Los materiales de autocuración tienen muchas aplicaciones prácticas. Los científicos han experimentado con superficies de naves espaciales que sellan automáticamente rupturas peligrosas causadas por golpes de meteoritos o desechos espaciales. Los aviones también pueden beneficiarse de estas sustancias, y pueden beneficiarse de la resistencia a las grietas en las superficies de control. Estos tipos de materiales también se pueden utilizar en productos similares al caucho sintético, para evitar el desgaste y mejorar la vida útil de la banda de rodadura.