Al manipular cuidadosamente la estructura química de un plástico doméstico común, los científicos han conseguido convertirlo en un adhesivo reutilizable con propiedades únicas y muy prometedoras. Un pequeño trozo de la sustancia puede servir para sostener en el aire unos 136 kg, y los investigadores afirman que es uno de los materiales más resistentes conocidos por la ciencia.
El nuevo y resistente adhesivo es obra de los científicos del Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) del Departamento de Energía de Estados Unidos, que usaron como punto de partida el poliestireno-b(etileno-co-butileno)-b-poliestireno, o SEBS. Este polímero gomoso se encuentra en los cepillos de dientes, los puños de los manillares y los pañales, y los investigadores lograron dotarlo de nuevas y potentes capacidades modificando su estructura química.
Esto se consiguió mediante un proceso conocido como reticulación dinámica, que permite unir materiales normalmente incompatibles.
Los científicos utilizaron la técnica para acoplar las nanopartículas de sílice y el polímero con la ayuda de unos compuestos llamados ésteres borónicos, lo que dio como resultado un novedoso material compuesto reticulado al que han llamado SiNP. Los ésteres borónicos son la clave de la reutilización del adhesivo, ya que permiten formar y romper repetidamente los enlaces reticulados.
Un descubrimiento fundamental fue que los ésteres borónicos del SEBS pueden reorganizar los enlaces con los grupos hidroxilos, oxígeno e hidrógeno, del SiNP para adaptar sus propiedades a los trabajos más exigentes.
Estos enlaces reticulados se desplazan en el interior del novedoso material, lo que le permite adherirse a las superficies con la suficiente fuerza como para que un centímetro cuadrado del mismo aguante unos 136 kg.
Los investigadores también realizaron pruebas de resistencia en las que intentaron desprender materiales mediante la fuerza, y el rendimiento del material se salió de las tablas y superó a todos los adhesivos disponibles en el mercado que probaron en el estudio. Según los científicos, la combinación de resistencia y ductilidad lo convierte en uno de los materiales más resistentes jamás registrados.
Los adhesivos fuertes y resistentes son difíciles de diseñar porque tienen que incorporar características duras y blandas que no suelen ser compatibles. El reto ha sido añadir la dureza que se obtiene en los materiales flexibles sin sacrificar la resistencia. Nuestro enfoque utiliza enlaces químicos dinámicos para desarrollar un nuevo adhesivo con propiedades notables que no se ven en los materiales actuales.
Tomonori Saito, científico del ORNL
Además, el adhesivo es reciclable y mantiene sus prestaciones a temperaturas de hasta 204 °C, lo que lo hace apto para aplicaciones de alta temperatura. Los científicos se imaginan que podrá utilizarse en la industria aeroespacial, la automoción y la construcción, y ahora trabajan para comercializar y mejorar la tecnología.
El ahorro de recursos y la reducción de residuos son beneficiosos para la industria y el medio ambiente. Por su diseño, este adhesivo permite hacer reparaciones o corregir errores costosos y puede reprocesarse para nuevos usos en aplicaciones muy exigentes.
Tomonori Saito.
Más información: www.science.org (texto en inglés).
Vía: www.ornl.gov
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