Materiales autorreparables: Qué son y qué tipos hay

El cuerpo humano es asombroso. Las fracturas de hueso se sueldan por sí solas, las heridas de la piel se curan y desaparecen. En definitiva, tenemos una gran capacidad para repararnos. ¿Te imaginas que hubiese materiales de construcción capaces de hacer lo mismo? Pues en realidad ya existe; son los llamados materiales autorreaparables.

¿Qué son los materiales autorreparables?

Los materiales de construcción dejan de “funcionar” con el tiempo, haciendo que los edificios tengan que ser reparados o incluso demolidos. Esto ocurre sobre todo por tres razones:

  • Envejecimiento: la mayoría de los materiales se descomponen gradualmente, a veces durante un período de tiempo muy prolongado (la madera se pudre cuando los microorganismos o insectos se la comen, e incluso los plásticos se descomponen después de unos cientos de años o antes con ayuda del calor y la luz).
  • Desgaste: la mayoría de los materiales se desgastan gradualmente con el uso constante (la fricción es uno de los principales culpables).
  • Defectos: Algunos materiales se rompen de forma repentina cuando las fuerzas aplicadas (tensiones y deformaciones) hacen que las fracturas internas (generalmente pequeñas grietas u otros defectos en el interior) se propaguen rápidamente.

Un material autorreparable es una sustancia artificial (sintética) que se repara automáticamente a sí misma sin ningún diagnóstico del problema o intervención de un ser humano.

Tipos de materiales autorreparables

Los primeros materiales de autocuración fueron polímeros (plásticos hechos de moléculas largas y repetitivas) con un tipo de adhesivo interno incrustado creados en 2001. Desde entonces han surgido nuevos materiales:

Agentes de reparación integrados

Los materiales de autorreparación más conocidos tienen microcápsulas incorporadas llenos de un químico similar al pegamento que puede reparar el daño. Si el material se agrieta en el interior, las cápsulas se rompen, el material de reparación se “desprende” y la grieta se sella. Funciona de manera similar a un tipo de adhesivo (pegamento) llamado epoxi, que se suministra en forma de dos polímeros líquidos en recipientes separados (a menudo dos jeringas). Cuando se mezclan los líquidos, se produce una reacción química y se forma un fuerte adhesivo (un copolímero).

Materiales microvasculares

Los agentes de curación integrados son simples y efectivos, pero tienen un inconveniente: interrumpir la estructura del material con cápsulas en realidad puede debilitarlo, lo que puede aumentar el riesgo de falla.

Por eso algunos materiales tienen redes de tubos vasculares extremadamente delgados (alrededor de 100 micras de grosor que pueden bombear agentes reparadores (adhesivos u otros) hasta la grieta. Los tubos conducen a depósitos presurizados. Cuando se produce una falla, la presión se libera en un extremo del tubo, lo que hace que el agente reparador se bombee hacia el lugar donde se necesita.

Materiales con memoria de forma

La memoria de forma permite a algunos materiales volver a su forma original después de ser sometidos a una presión. Por lo general se necesita calentar (o suministrar energía) a estos materiales para que vuelvan a su forma original preferida. Por lo tanto, los  con memoria de forma necesitan algún tipo de mecanismo para suministrar calor al lugar donde se ha producido el daño.

Polímeros reversibles

Los polímeros no siempre necesitan sistemas internos sofisticados, como cápsulas embebidas o tubos vasculares, para reparar el daño interno. Algunos se separan para revelar lo que podríamos pensar como extremos o fragmentos altamente “reactivos” que, naturalmente, intentan unirse nuevamente. Estos fragmentos dispersos, energizados por la luz o el calor, intentan volver a unirse a otras moléculas cercanas, revirtiendo efectivamente el daño y reparando el material.

¿Alguna vez has visto alguno de estos materiales que se autorreparan? Los comentarios están abiertos.