Inspirado en la naturaleza, Los científicos chinos han producido un análogo sintético del caucho natural vulcanizado. Su material es tan resistente y duradero como el original. En el diario Angewandte Chemie , revelan el secreto de su éxito:las cadenas de proteínas cortas unidas a las cadenas laterales del esqueleto del polímero aseguran una reticulación física estable y dan al material un efecto de "autorrefuerzo" bajo tensión. A diferencia de los cauchos convencionales, es mucho más fácil de reciclar.

El caucho natural consiste en una variedad de polímeros elásticos que se procesan para su uso en neumáticos, la industria del automóvil, y productos básicos como colchones de goma. Aunque algunos cauchos sintéticos, los poliisoprenos, tienen la misma estructura de cadena principal que el caucho natural, Los cauchos naturales vulcanizados siguen siendo claramente superiores porque son significativamente más fuertes y resistentes. La razón de esto es un efecto espontáneo de "autorrefuerzo", un endurecimiento reversible del material bajo tensión mecánica. Este fenómeno se conoce como cristalización por deformación. Se sabe que los componentes polares especiales (proteínas y fosfolípidos unidos de forma no covalente) en los extremos de las cadenas de polímero juegan un papel en este alto grado de tenacidad.

La funcionalización de los extremos de las cadenas podría ser un medio para mejorar las propiedades mecánicas de los cauchos sintéticos. pero los métodos sintéticos adecuados han escaseado. Investigadores dirigidos por Yun-Xiang Xu y Guangsu Huang en la Universidad de Sichuan en Chengdu, Porcelana, ahora he encontrado una técnica. Mediante el uso de un sistema catalítico ya establecido basado en elementos de tierras raras y especiales, precursores estabilizados, produjeron con éxito cadenas poliméricas muy largas de unidades de isopreno con un alto grado de enlace cis dentro del esqueleto y un gran número de cadenas laterales con grupos hidroxilo polares al final. La idea era imitar el caucho natural uniendo biomoléculas a estos grupos hidroxilo para proporcionar una reticulación física de las cadenas poliméricas.

Inspirado en la alta estabilidad y resistencia de la seda de araña, los investigadores optaron por utilizar cadenas poliméricas cortas (oligopéptidos) compuestas por cuatro moléculas del aminoácido alanina. Se sabe que tales oligoalaninas forman estructuras de láminas β en forma de acordeón que constituyen los componentes duros de la seda. dotándolo de resistencia y estabilidad térmica.

Debido a que las cadenas de péptidos y poliisopreno no son miscibles, las cadenas de péptidos se agregan preferentemente juntas. Este efecto da como resultado la reticulación física deseada de las cadenas de poliisopreno. La resistencia y tenacidad de los nuevos cauchos sintéticos aumentan enormemente sin comprometer su elasticidad. Además, el material demuestra un autorrefuerzo significativo a través de la cristalización por deformación. Sus propiedades se corresponden bien con las del caucho natural vulcanizado.

Debido a que la vulcanización convencional no es necesaria en este proceso, la reciclabilidad de estos nuevos cauchos de poliisopreno de alto rendimiento se mejora significativamente. De este modo, las grandes cantidades de caucho poco reciclable vertidas en vertederos o quemadas a un alto costo para el medio ambiente pueden reducirse en el futuro.