El costo de hacer plásticos, pinturas, recubrimientos para pantallas de teléfonos celulares y otros materiales que se curan como la piel podría reducirse drásticamente gracias a un avance que un equipo de la Universidad de Clemson detalló en la última edición de la revista ciencia .
Marek Urban y su equipo escribieron sobre cómo fueron capaces de dar cualidades de autocuración a los polímeros que se utilizan en productos relativamente económicos, como pinturas, plásticos y recubrimientos. El siguiente paso es pasar de hacer pequeñas cantidades en un laboratoriopara producir grandes cantidades.
"No está disponible a escala industrial, pero está muy cerca", dijo Urban, quien es el Presidente de la Fundación JE Sirrine y Profesor en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales en Clemson.
Los investigadores han estado haciendo pequeños lotes de polímeros autocurativos durante las últimas dos décadas, pero hasta ahora su producción a escala comercial ha sido en gran medida prohibitiva en cuanto a costos.
Urban dijo que él y su equipo aprovecharon las interacciones entre copolímeros que comparó con hebras de espagueti con pequeños pinceles en el costado.
Cuanto más se alargan los hilos de espagueti, más se enredan, dijo. Los grupos laterales se entrelazan como dos manos entrelazadas, lo que hace que sea más difícil separarlos, dijo Urban.
"Al mismo tiempo, se caen bien", dijo. "Entonces, cuando los sacas, vuelven a juntarse. En ese punto se vuelve autocurable".
"Tan simple como esto puede sonar, estos estudios también revelaron que las interacciones ubicuas y típicamente débiles de van der Waals en los plásticos, cuando están orientadas, darán lugar a la autocuración. Este descubrimiento tendrá un impacto en el desarrollo de materiales sostenibles utilizando un enlace débil que se convierte encolectivamente muy fuerte cuando se orienta ".
Lo importante de su último avance es que si una empresa quisiera llevar la tecnología al mercado, ya no tendría que construir una nueva fábrica para producir polímeros autocurables, dijo Urban.
Urban estimó que aumentar la escala para fabricar polímeros o pinturas por cientos de galones podría hacerse en seis a 12 meses.
"Para cualquiera que quiera hacer este tipo de materiales de autocuración, tendrían que diseñar esencialmente un proceso sintético y escalarlo", dijo Urban. "La clave es que el proceso de escalado tendría que ser precisamentecontrolado. Hay una gran diferencia entre hacer algo en el laboratorio y ampliarlo. Sabemos que la tecnología está disponible para ellos ".
El artículo se titula "Copolímeros de auto-curación de productos básicos 'Key-and-lock' y marca la segunda vez desde 2009 que Urban ha detallado su trabajo sobre polímeros de auto-curación en ciencia . Los coautores del artículo más reciente son Dmitriy Davydovich, Ying Yang, Tugba Demir, Yunzhi Zhang y Leah Casabianca, todos de la Universidad de Clemson.
Rajendra Bordia, presidente del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de Clemson, felicitó a Urban y su equipo de investigación.
" ciencia es una revista altamente selectiva y de alto impacto ", dijo Bordia." El último artículo del Dr. Urban consolida aún más su lugar entre los principales académicos del mundo en polímeros y especialmente en polímeros autocurativos. Su éxito es bien merecido ".
Anand Gramopadhye, decano de la Facultad de Ingeniería, Computación y Ciencias Aplicadas, dijo que el éxito de Urban subraya el nivel de estudios que aporta a la universidad.
"El Dr. Urban se publica constantemente en las principales revistas académicas del mundo y sus pares lo honran con premios", dijo Gramopadhye. "Lo felicito por su último artículo en ciencia . "
Urban dijo que tenía la idea para la investigación antes de llegar a Clemson pero que no tenía el equipo para determinar qué causa el comportamiento de autocuración.
"Es muy fácil diseñar algo esencialmente mezclando cosas y decir: 'Oh, mira, esto se cura a sí mismo, pero no sabemos por qué'", dijo. "La diferencia con nuestro equipo es que sabemos exactamentecómo diseñar estos sistemas. Entendemos las limitaciones, tenemos herramientas analíticas para medir, y entendemos lo que se necesita para que esta tecnología pase al siguiente nivel.
"Por lo tanto, la pregunta es: ¿tiene las personas adecuadas para hacer esto? Somos muy afortunados: Clemson es el mejor lugar para hacer esto".
La investigación que condujo al artículo fue financiada por la National Science Foundation.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Clemson . Original escrito por Paul Alongi, Facultad de Ingeniería, Computación y Ciencias Aplicadas. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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