La reputada Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard (SEAS) ha presentado, recientemente, las conclusiones sobre su último estudio en relación con un tipo de caucho que resiste el agrietamiento, con unos resultados verdaderamente sorprendentes. Entre otras cosas porque el proceso mejorado que has ideado hace que el material sea 10 veces más resistente.
Este proyecto está dirigido por Zhigang Suo, EL profesor Allen E. y Marilyn M. Puckett de Mecánica y Materiales en SEAS, y Yakov Kutsovsky, experto residente en la Oficina de Desarrollo Tecnológico de Harvard. Según explica Guodong Nian, primer autor y ex investigador postdoctoral de SEAS: “Mejorar la resistencia a las grietas extenderá la vida útil del material y, por lo tanto, mejorará su sostenibilidad.”
Caucho que resiste el agrietamiento: Conservar las propiedades de elasticidad y durabilidad es la clave
Actualmente, el caucho está presente en una cifra infinita de objetos y materiales compuestos presentes en nuestro día a día, incluidos los preservativos. Así que imaginaros la importancia que tiene poder mejorar la durabilidad y eficiencia de un material de esta relevancia. Esto llevado al mundo de la moto sigue una tónica similar; neumáticos, manguitería varia, tapones de cierre, depósitos, etc. están fabricados en su totalidad o en parte con caucho.
De hecho, marcas como Bridgestone también han trabajado en mejorar la durabilidad de este material en sus productos. La marca alemana, en asociación con Arlanxeo y Solvay, presentaron hace unos años la tecnología de caucho sintético Techsyn, la cual permite hasta un 30% más de duración, menos fricción y el mismo agarre en seco y mojado.
Ahora el estudio presentado por la SEAS referente a este tipo de caucho que resiste el agrietamiento, marca un punto de inflexión dentro de la industria que actualmente se encarga del procesado de este material. “Utilizamos un método de procesamiento de baja intensidad, basado en métodos de procesamiento de látex, que preservó las largas cadenas de polímeros”, comenta Nian.
Aquí es donde reside precisamente el quid de la cuestión para lograr un caucho que resiste el agrietamiento mucho mejor que el convencional. Tal y como explican en la descripción del proyecto:
“El caucho se cosecha, se coagula, se seca, se mezcla con aditivos, se moldea y se calienta para activar la vulcanización. Este proceso crea cadenas cortas de polímeros dentro del material, densamente reticuladas o unidas químicamente.”
Lo que han hecho los investigadores para poder crear este caucho que resiste el agrietamiento es modificar el proceso tradicional de alta intensidad, para inducir una transformación más suave que conserva las largas cadenas de polímeros en su estado natural, en lugar de cortarlas en cadenas más cortas. Sobre esto argumentan:
“Con una apariencia similar a la de un espagueti enredado, su llamado «enredador» de caucho otorga al nuevo producto una mayor durabilidad al superar en número los enlaces cruzados con enredos.”
El objetivo en este caso es desconcentrar la tensión a lo largo de una larga distancia, lo que hace que el material sea más resistente al crecimiento de grietas que el caucho natural normal. Concluyen:
“Cuando se forma una grieta en el nuevo material, las largas hebras de espagueti distribuyen la tensión deslizándose unas sobre otras, lo que permite que más caucho cristalice a medida que se estira y, en general, hace que el material sea más fuerte y más resistente al agrietamiento.”
Tras este proceso, el caucho que resiste el agrietamiento se volvió cuatro veces más resistente al crecimiento lento de grietas durante el estiramiento repetido. En general, se volvió diez veces más resistente. Chen comenta: “Imaginamos que las propiedades se mejorarían quizás dos o tres veces, pero en realidad se mejoraron en un orden de magnitud.”
Ahora bien, el desarrollo de este caucho que resiste el agrietamiento implica una gran evaporación de agua, lo que produce un volumen de material menor del que sería deseable para productos como neumáticos. Según concluye el informe de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard (SEAS)
“Actualmente, es más adecuado para productos de caucho fino como guantes o condones. Otras posibilidades que ofrece el nuevo proceso son la electrónica flexible o las piezas robóticas blandas.”
