IBM Research ha creado un gel autorreparable a alta temperatura

El equipo de investigación de Silicon Valley, EE. UU., IBM ha anunciado un nuevo descubrimiento: organogeles autocurativos con capacidades únicas. Estos geles se endurecen al enfriarse, pero vuelven a su estado original al aumentar la temperatura. Los resultados del trabajo de los científicos ya han sido publicados.

El alcance del gel es bastante extenso, por ejemplo, este tipo de sustancia puede usarse en la industria. El gel se puede verter en un molde, enfriar, y cuando vea que hay un error en la fundición resultante, puede repetir el proceso de calentamiento-enfriamiento para corregir el defecto.

¿Qué es un gel?

Los geles (gel unitario, de lat. Gelo - "congelar") son sistemas estructurados que consisten en sustancias de alto peso molecular y de bajo peso molecular. La presencia de un esqueleto de polímero tridimensional (malla) les dice a los geles las propiedades mecánicas de los sólidos: falta de fluidez, la capacidad de mantener la forma, la resistencia y la deformabilidad (ductilidad y elasticidad). Los geles consisten en al menos dos componentes, uno de los cuales forma una red macromolecular tridimensional continua, que actúa como un marco, cuyos huecos se llenan con un medio de dispersión solvente de bajo peso molecular.

El gel se puede comparar con una red de pesca voluminosa, cuyas células están llenas de líquido. En IBM Research, se agregaron moléculas de monómero al organogel. En un experimento realizado por científicos, las moléculas iniciadoras también se agregaron a la masa inicial, que, bajo la influencia de la radiación UV, convierte los monómeros en polímeros. Por lo tanto, el organogel creado por IBM, cuando se expone a la radiación UV, se vuelve duro, como el plástico.

Demostración de elasticidad organogel

Después de realizar varias docenas de pruebas para medir la dureza del gel y determinar la proporción correcta de los componentes, los expertos crearon un gel modificado que puede fundirse a temperaturas superiores a 80 grados centígrados y que restaura sus propiedades cuando se enfría a 20 grados. En la salida, los científicos recibieron un gel (el primero de su tipo), que puede fundirse y enfriarse sin perder sus cualidades únicas. Tan pronto como se forma un objeto de la forma deseada a partir de dicho gel, el objeto resultante se expone a la radiación UV, lo que conduce al endurecimiento final del gel.



Tal material puede usarse para sellar grietas. El organogel es una sustancia suficientemente líquida para penetrar fácilmente en espacios pequeños, pero no se escapa de ellos. La exposición a la radiación UV permite que el material se endurezca, lo que conduce a un sellado completo de la grieta. En el futuro, estas sustancias también se pueden usar para trabajar en impresoras 3D. Al mismo tiempo, muchas impresoras 3D modernas no son ideales, ya que la aplicación en capas de una sustancia conduce a defectos en la estructura y la forma. Y el nuevo gel se puede usar para crear objetos casi perfectos cambiando la temperatura y el nivel de radiación UV. Según los expertos, controlar la temperatura del gel le permite deshacerse de los problemas con la estructura y la apariencia de los modelos impresos.

A es un gel normal, B es un gel creado por IBM. A la izquierda se encuentra el estado de los geles en condiciones normales, a la derecha se encuentran las mismas muestras después del calentamiento



Continuidad

Los geles mencionados anteriormente se crearon con materiales de los científicos de IBM de dos años Jim Hedrick y Jeannette García. Luego, los científicos desarrollaron un método para la síntesis de polímeros industriales. El uso de los procesos discutidos en este material nos permitió crear organogeles con las propiedades descritas.

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