Nuevo material revolucionario se puede trabajar como el cristal

Una característica común de tablas de vela, aviones y circuitos electrónicos es que todos ellos contienen resinas utilizadas por su ligereza, resistencia y resistencia. Sin embargo, una vez curado, estas resinas ya no puede ser reconfigurado. Sólo ciertos compuestos inorgánicos, como vidrio, ofrece esta posibilidad hasta ahora. La combinación de estas propiedades en un solo material que parecía imposible hasta que un equipo dirigido por Ludwik Leibler, investigador del CNRS en el Laboratorio «Matière Molle et Chimie» (CNRS / ESPCI ParisTech), ha desarrollado una nueva clase de compuestos capaces de esta proeza. Reparable y reciclable, este nuevo material puede moldearse a voluntad y de manera reversible a alta temperatura. Y, sorprendentemente, también conserva ciertas propiedades específicas de resinas orgánicas y gomas: es la luz, insoluble y difícil de romper. Barato y fácil de producir, este material podría ser utilizado en numerosas aplicaciones industriales, en particular en el automóvil, la aeronáutica, la construcción, la electrónica y el ocio. Este trabajo se publica el 18 de noviembre de 2011 en Science.

Sustitución de los metales por más ligeros, pero sólo como materiales eficientes es una necesidad para numerosas industrias, como la aeronáutica, la fabricación de automóviles, la construcción, la electrónica y la industria del deporte. Debido a su excepcional resistencia mecánica y resistencia térmica y química, los materiales compuestos basados ​​en resinas termoestables son actualmente los más adecuados. Sin embargo, tales resinas debe ser curada in situ, utilizando desde el principio la forma definitiva de la parte que debe producirse. De hecho, una vez que estas resinas se han endurecido, soldadura y reparación imposible. Además, incluso cuando está caliente, es imposible para formar de nuevo elementos en la forma de un herrero o vidriero. Esto es porque el vidrio (sílice inorgánico) es un material único: una vez calentada, se cambia de sólido a un estado líquido en un muy manera progresiva (de transición vítrea), lo que significa que puede ser moldeado según sea necesario sin necesidad de usar moldes. La concepción de materiales muy resistentes que pueden ser reparados y son infinitamente maleables, como el cristal, es un verdadero reto, tanto en términos económicos y ecológicos. Se requiere un material que es capaz de fluir cuando está caliente, mientras que ser insoluble y no quebradiza como ni como «pesado» como el cristal. a partir de ingredientes que están actualmente disponibles y se utilizan en la industria (resinas epoxi, endurecedores, catalizadores, etc), investigadores del Laboratorio «Matière Molle et Chimie» (CNRS / ESPCI ParisTech) ha desarrollado un nuevo material orgánico, a partir de una red molecular con propiedades originales: bajo la acción del calor, esta red es capaz de reorganizarse sin alterar el número de enlaces cruzados entre sus átomos. Este nuevo material va desde el líquido al estado sólido o viceversa, tal como el vidrio. Hasta ahora, sólo sílice y algunos compuestos inorgánicos se sabe que muestran este tipo de comportamiento.El material así como la sílice actúa puramente orgánico. Es insoluble incluso cuando se calienta por encima de su temperatura de transición vítrea. Sorprendentemente, a temperatura ambiente, se asemeja a cualquiera de sólidos elásticos duros o blandos, en función de la composición elegida.En ambos casos, tiene las mismas características que las resinas termoestables y cauchos utilizados actualmente en la industria, a saber, ligereza, resistencia y la insolubilidad. Lo más importante, tiene una ventaja significativa sobre el último, ya que es reshapeable a voluntad y pueden ser reparados y reciclados bajo la acción del calor. Esta característica significa que puede sufrir transformaciones mediante métodos que no pueden ser previstas, ya sea para las resinas termoestables o para los materiales convencionales de plástico. En particular, hace posible la producción de formas que son difíciles o incluso imposibles de obtener por moldeo o para hacer un molde que es demasiado costoso para el fin previsto. usado como base de materiales compuestos, este nuevo material podría por lo tanto favorablemente competir con los metales y encontrar amplias aplicaciones en sectores tan diversos como la electrónica, la fabricación de automóviles, la construcción, la aeronáutica o la impresión. Además de estas aplicaciones, estos resultados arrojan luz inesperada sobre un problema fundamental: la física de la transición vítrea.

Este trabajo fue apoyado, en particular, por el CNRS, ParisTech ESPCI y el grupo Arkema.

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© CNRS Fototeca / ESPCI / Cirilo FRÉSILLON

Secuencia que muestra cómo un objeto en forma de complejo se realiza mediante la sucesiva deformación y calentamiento.


 

 

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© CNRS Fototeca / ESPCI / Cirilo FRÉSILLON

El material puede adoptar diversas formas


 

 

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© CNRS Fototeca / ESPCI / Cirilo FRÉSILLON

Una tira de material se deforma en un horno. Se somete a tensión de torsión, claramente visible en colores brillantes bajo luz polarizada. Estos colores desaparecen a los pocos minutos con el calor: el material se ha tomado una nueva forma, permanente.


 

 

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