Investigadores del IISER, Calcuta, y del IIT, Kharagpur, han sintetizado un material orgánico cristalino con una estructura molecular interna única.
Los científicos de Bengala han desarrollado el material autoregenerante más duro del mundo en una hazaña de laboratorio que, según dicen, podría dar lugar a pantallas de teléfonos móviles que reparen sus propias grietas en menos de un segundo.
Los investigadores del Instituto Indio de Educación e Investigación Científica, de Calcuta, y del Instituto Indio de Tecnología, de Kharagpur, han sintetizado un material orgánico cristalino con una estructura molecular interna única que se repara espontáneamente cuando se daña.
Los científicos usaron una aguja para provocar grietas de leves a graves en un segmento del material y observaron cómo las grietas se revirtieron automáticamente en una fracción de segundo tras retirar la presión de la aguja.
Los materiales autorregenerantes se estudian en todo el mundo desde hace más de tres décadas y han entrado en las aplicaciones de ingeniería, sobre todo para la resistencia al desgaste en la construcción, la automoción y la industria aeroespacial.
Pero casi todos los materiales autorregenerantes conocidos son blandos y amorfos -con una estructura interna marcada por las irregularidades y los defectos- y requieren algún estímulo externo como el calor, la luz o un agente químico para repararse.
Nuestro material autorreparable es 10 veces más duro que los demás.
Y tiene una estructura cristalina, una estructura interna bien ordenada, una estructura ideal para la mayoría de las aplicaciones electrónicas y ópticas.
Chilla Malla Reddy, profesor de ciencias químicas del IISER.
Reddy y sus colegas sintetizaron diminutos cristales individuales de un material orgánico, cada uno de los cuales tiene forma de aguja y mide entre 1 y 2 mm de largo y entre 0,1 y 0,2 mm de ancho.
La disposición molecular de los cristales es tal que, cuando se produce una fractura, una fuerte fuerza de atracción entre las dos superficies hace que los fragmentos vuelvan a unirse.
Los científicos han publicado sus resultados experimentales en la revista de investigación estadounidense Science.
El material orgánico que han sintetizado pertenece a una clase de sustancias llamadas cristales piezoeléctricos que pueden convertir la energía mecánica en energía eléctrica o la energía eléctrica en energía mecánica.
Los materiales piezoeléctricos estan omnipresentes en la industria y en las aplicaciones científicas.
La propiedad de autorreparación podría ser útil en cualquier aplicación en la que los materiales piezoeléctricos se carguen y descarguen repetidamente y corran el riesgo de fracturarse o dañarse.
Nirmalya Ghosh, profesora de ciencias físicas del IISER
Los materiales piezoeléctricos se utilizan en robots, en naves espaciales, en microscopios modernos y en otras muchas aplicaciones. Reddy dijo que la sustancia que el equipo ha desarrollado demuestra que se pueden acoplar estructuras cristalinas duras y autorreparadoras.
También tiene propiedades ópticas. «Puedo imaginar aplicaciones para un dispositivo cotidiano«, dijo Bhanu Bhushan Khatua, uno de los investigadores, del IIT Kharagpur. «Este tipo de materiales podría utilizarse para las pantallas de los teléfonos móviles, que se reparan solas si se caen y se agrietan«.
Más información: science.sciencemag.org
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