A IBM Research criou um gel de alta temperatura para autocura

A equipe da IBM Research do Vale do Silício, EUA, anunciou uma nova descoberta - organogéis de autocura com recursos exclusivos. Esses géis endurecem após o resfriamento, mas retornam ao seu estado original com o aumento da temperatura. Os resultados do trabalho dos cientistas já foram publicados.

O escopo do gel é bastante extenso, por exemplo, esse tipo de substância pode ser usado na indústria. O gel pode ser derramado em um molde, resfriado e, quando você perceber que há um erro na fundição resultante, poderá repetir o processo de aquecimento-resfriamento para corrigir o defeito.

O que é um gel?

Géis (gel unitário, de lat. Gelo - "congelamento") são sistemas estruturados que consistem em substâncias de alto peso molecular e baixo peso molecular. A presença de um esqueleto de polímero tridimensional (malha) informa aos géis as propriedades mecânicas dos sólidos: falta de fluidez, capacidade de manter a forma, a resistência e a deformabilidade (ductilidade e elasticidade). Os géis consistem em pelo menos dois componentes, um dos quais forma uma rede macromolecular tridimensional contínua, atuando como uma estrutura, cujos vazios são preenchidos com um solvente de baixo peso molecular - meio de dispersão.

O gel pode ser comparado a uma rede de pesca volumosa, cujas células são preenchidas com líquido. Na IBM Research, moléculas de monômero foram adicionadas ao organogel. Em um experimento conduzido por cientistas, moléculas iniciadoras também foram adicionadas à massa inicial que, sob a influência da radiação UV, converte monômeros em polímeros. Assim, o organogel criado pela IBM, quando exposto à radiação UV, torna-se duro, como o plástico.

Demonstração da elasticidade de Organogel

Depois de realizar várias dezenas de testes para medir a dureza do gel e determinar a proporção correta dos componentes, os especialistas criaram um gel modificado que pode ser derretido a temperaturas acima de 80 graus Celsius e que restaura suas propriedades quando resfriado a 20 graus. Na saída, os cientistas receberam um gel (o primeiro de seu tipo), que pode ser derretido e resfriado sem perder suas qualidades únicas. Assim que um objeto da forma desejada é formado a partir desse gel, o objeto resultante é exposto à radiação UV, o que leva ao endurecimento final do gel.



Esse material pode ser usado para selar rachaduras. O organogel é uma substância suficientemente líquida para penetrar facilmente em espaços pequenos, mas não vazar deles. A exposição à radiação UV permite que o material endureça, o que leva a uma vedação completa da fissura. No futuro, essas substâncias também poderão ser usadas para trabalhos em impressoras 3D. Ao mesmo tempo, muitas impressoras 3D modernas não são ideais, pois a aplicação em camadas de uma substância leva a defeitos de estrutura e forma. E o novo gel pode ser usado para criar objetos quase perfeitos, alterando a temperatura e o nível de radiação UV. Segundo os especialistas, o controle da temperatura do gel permite eliminar problemas com a estrutura e a aparência dos modelos impressos.

A é um gel comum, B é um gel criado pela IBM. À esquerda - o estado dos géis em condições normais, à direita - as mesmas amostras após o aquecimento



Continuidade

Os géis mencionados acima foram criados usando materiais do projeto de dois anos dos cientistas da IBM Jim Hedrick e Jeannet Garcia. Então, os cientistas desenvolveram um método para a síntese de polímeros industriais. O uso dos processos discutidos neste material nos permitiu criar organogéis com as propriedades descritas.

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