Nuovi materiali polimerici che curano se stessi

I materiali elastomerici sono composti da polimeri uniti da legami chimici, che acquisiscono una struttura reticolata finale. Nel progetto SHINE (“Self healing innovative elastomers for dynamic seals, damping and noise reduction”), finanziato dall’UE, gli scienziati stanno lavorando allo sviluppo di elastomeri di nuova generazione auto-guarenti con proprietà meccaniche paragonabili a quelle degli elastomeri convenzionali. Il nuovo materiale di SHINE si riparerà ripetutamente e sarà in grado di recuperare oltre il 60 % delle sue proprietà iniziali.

La strategia per sintetizzare elastomeri auto-guarenti consiste nell’introdurre legami chimici reversibili, covalenti o ionici, nel materiale. Quando un materiale è reticolato mediante legami chimici dinamici, questi sono in costante scambio, e guariscono il danno potenziale senza l’ausilio di alcun agente esterno.

Finora, gli scienziati hanno prodotto numerosi elastomeri campione in scala di laboratorio. Tra questi elastomeri sopramolecolari a base di resina epossidica ibrida auto-guarente, elastomeri termoindurenti auto-guarenti con legami incrociati covalenti reversibili, nanoparticelle auto-guarenti e compositi polimero-nanoparticelle auto-guarenti. Inoltre, hanno prodotto elastomeri ionomerici e polimeri deuterati auto-guarenti per esperimenti di diffusione dei neutroni.

I nuovi materiali che vantano inoltre minore manutenzione e minori costi energetici dovrebbero trovare impiego in numerose applicazioni, tra cui le guarnizioni per turbine eoliche e altre macchine quali veicoli, sistemi di riduzione del rumore e delle vibrazioni per strade e ponti e nuovi tipi di asfalto.

Accanto allo sviluppo di nuovi elastomeri auto-guarenti procedono inoltre i metodi per la corretta analisi di tali materiali, in relazione alle loro applicazioni, oppure saranno sviluppati nelle loro applicazioni. Questo è importante per dimostrare e quantificare la funzionalità dei nuovi materiali e il loro uso potenziale.