polimeros-inteligentes

Polímeros inteligentes: el concepto estímulo-respuesta

Compártelo:

Uno de los materiales que más se utiliza en nuestro día a día son los materiales poliméricos. Dichos materiales los podemos encontrar en nuestras casas (pintura, barnices, electrodomésticos…), en nuestro trabajo (ordenadores, bolígrafos…), en los coches, es decir, en una infinidad de productos que utilizamos todos los días.

No hay que olvidar que estos materiales se sintetizaron por primera vez en el siglo XIX y que desde entonces su evolución ha sido constante siempre con el fin de desarrollar nuevos materiales que presenten propiedades que alcancen los requisitos necesarios.

Desde los años 80 se está trabajando tanto desde un punto de vista industrial como académico en el desarrollo de lo que se denominan “polímeros inteligentes”. Como si se tratase de un organismo vivo, la misión de estos materiales es mostrar la misma sensibilidad o adaptabilidad que los sistemas biológicos ante los estímulos externos. Es decir, materiales capaces de responder ante estímulos externos (temperatura, pH, luz, campos eléctricos, campos magnéticos…) dando lugar a cambios en sus propiedades, o incluso su forma.

El comportamiento estimulo-respuesta que presentan estos polímeros inteligentes ha impulsado el desarrollo de nuevas aplicaciones:

  • Polímeros comerciales sensibles a cambios de pH empleados como recubrimientos de fármacos.
  • Músculos artificiales con sensibilidad al tacto (comportamientos electromecánicos).
  • Ventanas inteligentes que permiten controlar de forma automática o manual la intensidad de luz en ambientes cerrados.
  • Desarrollo de tejidos electrónicos capaces de responder a estímulos, camisetas para obtener información del cuerpo como la frecuencia cardiaca.

Entre las distintas aplicaciones una presenta un gran interés es el desarrollo de materiales capaces de extender la vida útil de los productos asegurando su integridad mecánica: los denominados materiales autorreparantes Self-healing. La idea consiste en integrar dentro de los materiales unos mecanismos de reparación que contrarresten microgrietas, cortes superficiales, rasguños, daños de impacto o por corrosión presentes debido a la degradación del material. Este tipo de daños pueden causar rápidamente una alteración irreversible de las propiedades mecánicas del material, y unos defectos estéticos: en particular por las superficies y los recubrimientos.

Existen numerosos grupos de investigación dedicados al estudio de la tecnología de Self-healing. En este campo destaca la incorporación de microcápsulas a una matriz polimérica. Estas microcápsulas se rompen cuando el material sufre un daño como una microgrieta o un rasguño. Liberan un componente, que al encontrarse de forma aleatoria con un segundo componente, desencadena una reacción química logrando que la zona dañada se recupere.

Siguiendo este concepto en el grupo de Materiales Multifuncionales del Área Aeroespacial hemos desarrollado unas microcápsulas, que debido a su morfología, desencadenan la reacción química de forma más eficiente. El motivo es que uno de los componentes se encuentra en el interior de la cápsula y el segundo componente se encuentra en la superficie de la misma.

Esta morfología conlleva que la eficiencia del sistema autoreparante se vea beneficiada debido a que el encuentro entre ambos componentes no es aleatorio.  Las microcápsulas desarrolladas se han caracterizado utilizando un adhesivo estructural epoxi como demostrador de la tecnología: se han simulado los daños que sufren este tipo de materiales durante su vida útil, llegando a recuperarse el 100 % de las prestaciones del adhesivo. Este tipo de tecnologías en el campo de los adhesivos permite que tanto la vida útil como la fiabilidad de estos materiales se vea incrementada.

Todas estas aplicaciones hacen pensar que los polímeros inteligentes aportan un gran beneficio a nuestra sociedad. La principal vía para conseguir nuevas aplicaciones sigue siendo la investigación.

Sobre Raquel Rodríguez Alonso

Licenciada en Ciencias Químicas por la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) en 2000, especialidad polímeros. Realizó un MPhil en el departamento de Química pura y aplicada en la Universidad de Strathclyde, Glasgow (2002). Doctora en Ciencias Químicas por la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) en 2007, en el Grupo de Ingeniería Química, POLYMAT (Tesis Europea).

Trabaja en el Área de Negocio Aeroespacial de Industria y Transporte de TECNALIA donde desempeña su labor como investigadora senior Especializada en la síntesis y caracterización tanto de micro/nanocapsulas contenedoras de sustancias activas (self-healing, PCM slurries, fragancias….) como de recubrimientos y adhesivos base agua.

Dejar un comentario

* Campos obligatorios