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Training Network for Self-Healing Materials: from Concepts to Market

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Los materiales con autorreparación, un paso más cerca de la comercialización

Una iniciativa de la Unión Europea evaluó el potencial técnico y de comercialización de la autorreparación en distintos materiales.

Economía digital
Tecnologías industriales
Investigación fundamental

Algunos tipos de materiales sintéticos, de los que en general se dice que tienen autorreparación, están diseñados para reparar químicamente grietas y otros defectos en sus estructuras. El proyecto SHEMAT, financiado por la Unión Europea, investigó estos materiales con fines de comercialización. Los socios del proyecto implementaron la autorreparación en distintos materiales con el fin de comercializar los desarrollos. También crearon métodos normalizados de caracterización de las posibilidades de autorreparación. El trabajo se centró en cuatro tipos de materiales: polímeros, composites de polímeros reforzados con fibras, hormigón y cerámicas. En total, once estudiantes de doctorado y cuatro de postdoctorado contribuyeron activamente, mediante formación y apoyo, al avance científico en los enfoques disponibles para lograr efectos de autorreparación en una amplia gama de materiales. Se organizaron tres escuelas de formación sobre el desarrollo, la evaluación, la comercialización y la sostenibilidad de los materiales con autorreparación. Los científicos presentaron soluciones prácticas para distintos recubrimientos con autorreparación basadas en microcápsulas o polímeros superabsorbentes. Los ionómeros comerciales presentaron posibilidades como aditivos en espuma para neumáticos. Para el caso de polímeros en forma masiva, el enfoque supramolecular, basado en enlaces de hidrógeno, se transfirió con éxito a sistemas de epoxy y sus composites. Se demostró que los aditivos con características de autorreparación, sumados a detalles de diseño que se encuentran normalmente en estructuras reforzadas, ofrecían muchas posibilidades. También se avanzó en el desarrollo de hormigón con autorreparación para el mercado utilizando esporas o bacterias con protección propia o protegidas con un portador poroso. Se mostró que la reducción del nitrato biológico era una forma ecológica y eficaz de nutrición. El equipo de SHEMAT estudió dos tipos de materiales cerámicos. Se desarrollaron cerámicas de fase MAX y se sometieron a pruebas de laboratorio y en condiciones industriales. Se obtuvieron óxidos cerámicos con autorreparación de grietas mediante el dopaje con partículas reparadoras a base de carburos, con el resultado de una recuperación hasta los niveles originales de resistencia. Resultados adicionales muestran que la evaluación de la autorreparación de tipo mecánico en distintos tipos de materiales requiere conjuntos de parámetros flexibles pero armonizados. Se desarrollaron nuevos métodos de prueba para determinar cuantitativamente las propiedades mecánicas después de la reparación de daños controlados y se implementaron en los distintos tipos de materiales. Mediante la implementación de las funcionalidades de autorreparación en distintos materiales, los resultados de SHEMAT deberían acelerar la transferencia de esta tecnología a productos comerciales. El trabajo del proyecto también contribuirá a una aceptación más generalizada de los materiales con autorreparación y a su explotación comercial.

Palabras clave

Materiales con autorreparación, SHEMAT, polímeros, composites, cerámicas

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