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Ciencia de los Materiales
Método Químico Sin Catalizador Para la
Autorreparación de Estructuras
11
de Enero de 2008.
 Investigadores
de la Universidad de Illinois han desarrollado un nuevo sistema de
materiales con capacidad de autorreparación, libre de catalizadores, que
ofrece una forma más barata y práctica para reparar materiales
compuestos empleados en aplicaciones estructurales que van desde los
fuselajes de los aviones a las palas de las hélices de las turbinas
eólicas.
 Menéame
El nuevo sistema de autorreparación incorpora microcápsulas de
clorobenceno, de diámetro tan pequeño como 150 micras, como disolvente
activo. El catalizador de Grubbs, de alto costo, basado en el rutenio,
que se requería en el método inicial desarrollado por los
investigadores, ya no resulta necesario.
La autorreparación de los materiales epoxídicos con los disolventes
encapsulados puede impedir el ensanchamiento y propagación de las
fisuras, recuperando la mayor parte de la integridad mecánica del
material.
Durante su uso normal, las estructuras basadas en materiales epoxídicos
experimentan tensiones que pueden producir rajaduras y llevarlas al
fallo mecánico. Un proceso autónomo de autorreparación en que el propio
daño active el mecanismo de la reparación, puede retener la integridad
estructural y extender la vida del material.
"Aunque ya demostramos el concepto de la autorreparación con un
catalizador basado en el rutenio, su costo hizo a nuestro método
original demasiado caro y poco práctico", explica Jeffrey Moore,
profesor de Química de la Universidad de Illinois. "En cambio, nuestro
nuevo sistema de autorreparación es simple, muy barato y potencialmente
robusto".
En el método original de los investigadores, los materiales de
autorreparación constan de un agente reparador microencapsulado (el
diciclopentadieno) y el catalizador de Grubbs, en una matriz de
materiales epoxídicos. Al producirse la fisura en el material, se rompen
las microcápsulas y liberan el agente reparador, que entonces reacciona
con el catalizador para reparar el desperfecto.
En su nuevo método, cuando se forma una grieta en el material epoxídico
se rompen las microcápsulas que contienen el clorobenceno. El disolvente
se dispersa en la matriz donde encuentra bolsas de monómeros epoxídicos
sin reaccionar. El disolvente lleva entonces los monómeros epoxídicos
latentes a la rajadura, donde tiene lugar la polimerización,
restaurándose así la integridad estructural.
En las pruebas de fractura, al utilizar los compuestos de
autorreparación con la química sin catalizador se recupera tanto como el
82 por ciento de la resistencia original del material antes de la
fractura.
La nueva química sin catalizadores ha eliminado las severas barreras
impuestas por el alto coste y el nivel de dificultad iniciales. Desde el
punto de vista de la economía y la simplicidad, los materiales con
autorreparación podrían introducirse muy pronto en utensilios de nuestra
vida cotidiana.
Información adicional en:
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