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Con este novedoso caucho los neumáticos y los zapatos se auto repararán

Una nueva tecnología inventada en la Escuela de Ingeniería de la Universidad del Sur de California, permite que el material similar al caucho pueda repararse por sí solo.

ElectronicosOnline.com Magazine / Oswaldo Barajas

¿Se rompió tu zapato o se fracturó la llanta de tu bicicleta? ¿Qué tal si en lugar de llevarlos con el técnico mejor se auto reparan ellos mismos? Suena algo descabellada esta idea, pero ya es posible gracias a un nuevo material creado por investigadores de la Escuela de Ingeniería la Universidad del Sur de California (USC, por sus siglas en inglés).

     

En un reporte de prensa publicado por la USC se indica que el proyecto fue encabezado por los profesores de esta facultad en el que también participaron sus estudiantes, y consiste en utilizar un método de impresión 3D con un material especialmente elástico que puede retomar su estructura original en caso que la pierda.

Este trabajo se ha acreditado a Qiming Wang, profesor asistente especialista en impresión 3D, y quien ha creado nuevas funciones para una variedad de propósitos, desde electrónica flexible hasta control de sonido. Además de sus estudiantes: Viterbi Kunhao Yu, An Xin y Haixu Du, quienes ahora podrían cambiar la jugada en algunos sectores como el del calzado, neumáticos, robótica e incluso electrónica, al reducir el tiempo de fabricación y prometer un aumento de la durabilidad y longevidad del producto.

El material se fabrica utilizando un método de impresión 3D con fotopolimerización. Este proceso se sirve de la luz para solidificar una resina líquida para dar paso a formas o geometrías deseadas. La fotopolimerización se logra a través de una reacción con un cierto grupo químico llamado “tioles”. Al agregar un oxidante a la ecuación, los tioles se transforman en otro grupo llamado “disulfuros”. Es el grupo disulfuro el que puede reformarse cuando se rompe, lo que lleva a la capacidad de autocuración. Encontrar la relación correcta entre estos dos grupos fue la clave para desbloquear las propiedades únicas de este material.

“Cuando aumentamos gradualmente el oxidante, el comportamiento de autocuración se vuelve más fuerte, pero el comportamiento de fotopolimerización se vuelve más débil”, explicó Wang. “Hay una competencia entre estos dos comportamientos. Y, finalmente, encontramos la proporción que puede permitir una autopolimerización alta y una fotopolimerización relativamente rápida”.

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El material puede regresar a su forma original en caso de que se rompa o fracture. En la imagen, el material polimérico es estirado sujetándole peso y al estirarse regresa nuevamente a su estado original.
     

Con esta tecnología, los académicos californianos documentaron la impresión de 17.5 mm2 de material en solo 5 segundos, y 20 minutos para fabricar un objeto de mediano tamaño. En cuestión de unas pocas horas el material puede auto repararse después de sufrir una fractura o daño estructural.

Para su prueba, los estudiantes segmentaron el objeto en dos partes, y en cuestión de dos horas y a una temperatura de 60 grados Centígrados fue posible repararlo completamente, y sin afectar sus propiedades previas a su fractura.

“En realidad, mostramos que a diferentes temperaturas, desde 40 grados centígrados hasta 60 grados centígrados, el material puede curarse a casi el 100 por ciento. Al cambiar la temperatura, podemos manipular la velocidad de curación, incluso a temperatura ambiente, el material aún puede auto curarse” agregó Yu, autor del estudio.

El siguiente paso en su trabajo será perfeccionar la técnica para que pueda ser transferida a la industria con el fin de que pueda ser integrada fácilmente en los ciclos productivos de las empresas interesadas. Posteriormente, los académicos pretenden ampliar el abanico de aplicación del material y dar paso a materiales incluso más rígidos con el fin de que puedan ser utilizados en un futuro no muy lejano en sectores como el automotriz o la milicia.

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