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Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han presentado una innovadora tecnología de polímeros diseñada para aumentar drásticamente la resistencia al impacto en materiales como el caucho sintético y los plásticos. La innovación se centra en incorporar enlaces moleculares débiles, llamados mecanóforos, en redes de polímeros. Bajo tensión, estos enlaces se rompen selectivamente, absorbiendo y disipando energía que de otro modo causaría daños. El equipo demostró el método en caucho de estireno-butadieno-estireno (SBS), comúnmente utilizado en suelas de zapatos, asfalto y techos, y ahora está evaluando su aplicación en látex y cauchos de neumáticos. La tecnología también se está explorando para su uso en plásticos a base de poliestireno.
El estudio, publicado el 3 de junio, destaca cómo los mecanóforos crean “zonas móviles” localizadas durante los impactos a alta velocidad. Dentro de estas zonas, los enlaces se fracturan bajo la fuerza, formando vías controladas que absorben energía mientras dejan intacto el material circundante. Este mecanismo mejora significativamente la capacidad del material para resistir impactos balísticos, según Jeremiah Johnson, profesor de química A. Thomas Guertin en el MIT y autor principal del estudio. “Estos reticulantes pueden aumentar sustancialmente la cantidad de energía que el material absorbe bajo impacto balístico”, dijo Johnson. “Se pueden imaginar muchas aplicaciones de esto, especialmente si se pudiera generalizar a otros polímeros”.
Los investigadores probaron la tecnología utilizando un sistema de prueba de impacto de microproyectiles inducido por láser (LIPIT), que dispara partículas microscópicas de sílice contra películas de polímero a velocidades de alrededor de 750 metros por segundo. Las mediciones de los cambios de velocidad antes y después del impacto revelaron que el poliestireno reticulado con mecanóforos absorbía sustancialmente más energía que las versiones reticuladas convencionales o estándar.
Más allá de la durabilidad, la tecnología podría tener beneficios ambientales. Se estima que el desgaste de los neumáticos contribuye con al menos el 10% de los microplásticos en el medio ambiente, y el MIT sugiere que los neumáticos más duraderos gracias a esta innovación podrían reducir la contaminación por microplásticos. El enfoque también destaca por su simplicidad: puede incorporarse a polímeros comerciales ampliamente utilizados con una mínima modificación química.
Yoan Simon, profesor asociado de la Facultad de Ciencias Moleculares de la Universidad Estatal de Arizona (que no participa en la investigación), elogió el trabajo y afirmó: “Lo que es particularmente atractivo de este enfoque es la capacidad de otorgar estas propiedades a los plásticos básicos disponibles en el mercado, tanto vítreos como elastoméricos, con una química mínima. Este estudio combina un enfoque elegante al tiempo que proporciona un análisis mecánico en profundidad del mecanismo de falla”.
La investigación se basa en trabajos anteriores que muestran que los eslabones débiles estratégicamente colocados en los polímeros pueden fortalecer los materiales al redirigir y disipar la energía durante el estrés. Los hallazgos del equipo del MIT sugieren amplias aplicaciones potenciales, desde neumáticos más duraderos hasta productos de consumo más duraderos. El estudio fue publicado en la revista *ACS Central Science*.
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Source: European Rubber Journal — Global Tire News (EN) (european-rubber-journal.com)