Materiales inspirados en la imitación de los poderosos mejillones
Una red de polímeros débilmente ligados que imita las cualidades adhesivas del mejillón ofrece un nuevo método de fabricación de materiales basados en polímeros, que demuestran una mayor resistencia sin comprometer la flexibilidad, superando un proceso de fabricación históricamente difícil de lograr (a pesar de la demanda de estos materiales). El enfoque convencional de los polímeros de refuerzo incluye el uso de rellenos y da como resultado una compensación entre rigidez y elasticidad. Mientras que las técnicas recientes que distribuyen energía a través de un material (como las redes entrelazadas o las que emplean enlaces transversales reversibles) ofrecen mejores resultados cuando se usan juntas, estas mejoras se han limitado a redes secas blandas y poco elásticas. Los mejillones han sido, durante mucho tiempo, una inspiración para desarrollar adhesivos que funcionan estando húmedos, por lo general incluyendo un compuesto orgánico con una firma química llamada grupo de catecol.
Image of mussels in their natural environment: bound to a rock at low tide near UCSB's campus. This material relates to a paper that appeared in the 27 Oct. 2017, issue of Science, published by AAAS. The paper, by E. Filippidi at University of California, Santa Barbara in Santa Barbara, Calif., and colleagues was titled, "Toughening elastomers using mussel-inspired iron-catechol complexes."
Dr. Emmanouela Filippidi
En esta ocasión, Emmanouela Filippidi y sus colegas han producido un material basado en polímeros altamente extensible, similar a las características adhesivas del mejillón (específicamente, la placa y el hilo del biso) mediante la modificación de varios grupos de catecol, que obtuvieron mediante la adición de moléculas de hierro. Las moléculas de hierro crearon una red reversible y portante 770 veces más rígida y 92 veces más resistente que su precursora no tratada. Este resultado permitió a los científicos crear un material fuerte pero elástico. Según afirman, su enfoque se puede combinar con los mecanismos de endurecimiento de polímeros ya existentes, lo que allana el camino hacia otras modificaciones y hacia amplias aplicaciones en materiales estructurales, biomédicos y aeroespaciales.
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