Nuevos materiales autorreparables

Cipriano González Ibáñez »

¿Alguna vez se te ha rayado la pantalla del móvil por haberlo guardado junto a las llaves en el bolsillo? Puede que en unos años esto deje de ser un problema gracias a los estudios realizados por el profesor Zhenan Bao y su equipo de la universidad de Stanford.

El Dr. Bao ha conseguido sintetizar un polímero plástico auto-regenerable y que además es capaz de conducir la electricidad, lo cual podría llegar a aplicarse a la producción de pantallas que se reparan solas de arañazos, cables que se arreglan solos tras un corte, prótesis y otros usos aún por descubrir. En las pruebas realizadas en el laboratorio tras cortar una lámina del material por la mitad tardó menos de media hora en estar completamente reconstituida.

Ya se habían conseguido materiales regenerables con anterioridad, pero presentaban varios inconvenientes, como la necesidad de altas temperaturas o la restricción de la capacidad de regenerarse a un número limitado de veces, debido a modificaciones en la estructura durante el proceso de regeneración.

Otra ventaja de este material con respecto a sus antecesores es que en lugar de ser aislante de la electricidad como la mayoría de los plásticos este polímero es conductor, lo que permite su funcionamiento como sensor.

¿Cómo consiguieron sintetizar un material con estas características?

Inspirándose en el funcionamiento de la piel humana el profesor Bao y su equipo estudian la síntesis de materiales que, como esta, tengan capacidad de auto-repararse y capaces de “percibir sensaciones”. Para ello se dispuso a buscar la forma de unir las propiedades de regeneración de los polímeros plásticos con la capacidad de conducción eléctrica de los metales.

Lo primero que hicieron fue sintetizar un polímero cuyos monómeros estaban unidos solo por puentes de hidrógeno. Estas uniones entre un átomo electronegativo y un átomo de hidrógeno son lo suficientemente débiles para permitir la regeneración del material tras romperse su estructura, pero también le dan una resistencia mecánica muy débil al material.

Para solucionar esto último se le añadieron partículas de níquel que quedaron formando parte de la estructura. Al hacer esto, consiguieron aumentar la resistencia mecánica del material, pero además lo dotaron de capacidad para conducir la electricidad, ya que los extremos de las partículas de níquel que sobresalen de la estructura son capaces de concentrar un campo eléctrico, y por lo tanto de conducir la electricidad.

Cuando hacemos pasar una corriente eléctrica por este material, los electrones dan saltos entre las distintas partículas de níquel. Como al presionar o doblar el material modificamos la distancia entre las partículas de níquel, esto produce cambios en la resistencia eléctrica, que nos permite usar el material como sensor.

En los ensayos realizados con este material el profesor Bao se observó que la función del níquel en la estructura no se limitaba a dar más resistencia mecánica y conductividad, sino que también ayudaba a que los puentes de hidrógeno se regeneraran en la forma adecuada para volver a su estructura inicial.

Actualmente el equipo está trabajando en la mejora de la fórmula e intentado conseguir que el polímero sea transparente para poder usarlo en pantallas de visualización.