MIT dezvoltă tehnologie polimerică rezistentă la impact cu potențiale aplicații pentru anvelope

Cercetătorii de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT) au dezvăluit o tehnologie revoluționară a polimerilor, concepută pentru a crește dramatic rezistența la impact în materiale precum cauciucul sintetic și materialele plastice. Inovația se concentrează pe încorporarea legăturilor moleculare slabe, numite mecanofori, în rețelele polimerice. Sub stres, aceste legături se rup selectiv, absorbind și disipând energia care altfel ar provoca daune. Echipa a demonstrat abordarea cauciucului stiren-butadien-stiren (SBS) – folosit în mod obișnuit în tălpile pantofilor, asfalt și acoperișuri – și evaluează acum aplicarea acesteia în latex și cauciucuri pentru anvelope. Tehnologia este, de asemenea, explorată pentru utilizare în materialele plastice pe bază de polistiren.

Studiul, publicat pe 3 iunie, evidențiază modul în care mecanoforii creează „zone mobile” localizate în timpul impacturilor de mare viteză. În aceste zone, legăturile se fracturează sub forță, formând căi controlate care absorb energie, lăsând materialul înconjurător intact. Acest mecanism îmbunătățește semnificativ capacitatea materialului de a rezista la impacturi balistice, potrivit Jeremiah Johnson, profesor de chimie A. Thomas Guertin la MIT și autor principal al studiului. „Acești agenți de reticulare pot crește substanțial cantitatea de energie pe care materialul o absoarbe sub impact balistic”, a spus Johnson. „Vă puteți imagina multe aplicații ale acestui lucru, mai ales dacă acest lucru ar putea fi generalizat la alți polimeri”.

Cercetătorii au testat tehnologia folosind un sistem de testare a impactului cu microproiectile induse de laser (LIPIT), care trage particule microscopice de silice pe filmele polimerice la viteze de aproximativ 750 de metri pe secundă. Măsurătorile modificărilor vitezei înainte și după impact au arătat că polistirenul reticulat mecanofor a absorbit substanțial mai multă energie decât versiunile convenționale sau standard reticulate.

Dincolo de durabilitate, tehnologia ar putea avea beneficii pentru mediu. Se estimează că uzura anvelopelor contribuie cu cel puțin 10% la microplasticele din mediul înconjurător, iar MIT sugerează că anvelopele cu durată mai lungă, activate de această inovație, ar putea reduce poluarea cu microplastice. Abordarea se remarcă și prin simplitatea sa: poate fi încorporată în polimeri comerciali utilizați pe scară largă cu modificări chimice minime.

Yoan Simon, profesor asociat la Școala de Științe Moleculare a Universității de Stat din Arizona (nu este implicat în cercetare), a lăudat munca, afirmând: „Ceea ce este deosebit de atractiv la această abordare este capacitatea de a conferi aceste proprietăți materialelor plastice „de la raft”, atât sticloase, cât și elastomerice, cu o chimie minimă.

Cercetarea se bazează pe lucrările anterioare care arată că verigile slabe plasate strategic în polimeri pot întări materialele prin redirecționarea și disiparea energiei în timpul stresului. Descoperirile echipei MIT sugerează aplicații potențiale largi, de la anvelope mai durabile până la produse de consum mai durabile. Studiul a fost publicat în revista *ACS Central Science*.