El nuevo polímero reacciona al estrés mecánico casi como un músculo.

Una capacidad importante de tejidos biológicos como los músculos es la autocuración y el autofortalecimiento. Él

ocurre en respuesta al daño causado porpor fuerzas externas. La mayoría de los polímeros artificiales se degradan irreversiblemente cuando se los somete a una tensión mecánica suficiente, lo que los hace menos útiles, por ejemplo, para la producción de órganos artificiales. Pero, ¿qué pasaría si se pudieran crear polímeros que reaccionaran químicamente al estrés mecánico y usaran esa energía para mejorar sus propiedades?

En un estudio reciente publicado enEdición internacional Angewandte Chemie, un grupo de científicos de Tokyo TechEl Instituto de Investigación Química de la Universidad de Yamagata y el Instituto Sagami de Investigación Química de Japón han logrado avances significativos en el campo de las sustancias autorreforzantes a granel. Su nuevo polímero responde al estrés mecánico casi como un músculo.

Poliuretanos segmentados sintetizados (SPU),que contiene fragmentos de di-fluorenil succinonitrilo (DFSN) y grupos metacriloílo. Los elastómeros resultantes formaron radicales de cianofluoreno rosas y cambiaron de color cuando se comprimieron o estiraron. Este es el primer ejemplo de reacciones de reticulación impulsadas por la fuerza que se logran solo estirando o contrayendo una película a granel. Crédito: Tokyo Tech

El equipo creó poliuretano segmentado.Cadenas de polímeros con segmentos funcionales duros y blandos. Los segmentos blandos contienen moléculas DFSN que actúan como su "eslabón más débil", con ambas mitades conectadas por un único enlace covalente. Las cadenas laterales de los segmentos blandos terminan en unidades de metacriloilo. Cuando el polímero se somete a tensión mecánica, como simple compresión o tensión, la molécula DFSN se divide en dos radicales cianofluoreno (CF) iguales. Estos radicales CF, a diferencia del DFSN, tienen un color rosado, lo que hace que el daño sea fácil de detectar visualmente.

Hemos desarrollado con éxito sin precedentespolímeros mecanorreactivos que exhiben cambio de color, fluorescencia y capacidad de autorrefuerzo. Este es un avance significativo en la investigación fundamental de la mecanoquímica y sus aplicaciones en la ciencia de los materiales.

El profesor Hideyuki Otsuka, dirigió el estudio.

Las atractivas propiedades y la funcionalidad de los polímeros desarrollados son útiles, por ejemplo, para la detección intuitiva de daños y la creación de materiales adaptables.

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La mecanoquímica es una rama de la química que estudia el cambio en las propiedades de las sustancias y sus mezclas, así como las transformaciones fisicoquímicas bajo estrés mecánico, durante la deformación, fricción y compresión por choque.