Es difícil creer que una pequeña grieta pueda derribar una gigantesca estructura de metal. Pero a veces los puentes se derrumban las tuberías se rompen y los fuselajes se desprenden de los aviones debido a la corrosión difícil de detectar en pequeñas grietas, arañazos y abolladuras.

Un equipo de la Northwestern University ha desarrollado una nueva estrategia de recubrimiento para metal que se cura automáticamente en segundos cuando se raya. raspado o agrietado. El nuevo material podría evitar que estos pequeños defectos se conviertan en corrosión localizada, lo que puede hacer que fallen las estructuras principales.

"La corrosión localizada es extremadamente peligrosa, "dijo Jiaxing Huang, quien dirigió la investigación. "Es difícil de prevenir, difícil de predecir y difícil de detectar, pero puede conducir a fallas catastróficas ".

Cuando está dañado por arañazos y grietas, El sistema pendiente de patente de Huang fluye y se reconecta fácilmente para sanar rápidamente ante los ojos. Los investigadores demostraron que el material se puede curar repetidamente, incluso después de rascarse exactamente el mismo lugar casi 200 veces seguidas.

El estudio fue publicado hoy (28 de enero) en Investigar , el primer Science Partner Journal lanzado recientemente por la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (AAAS) en colaboración con la Asociación China de Ciencia y Tecnología (CAST). Huang es profesor de ciencia e ingeniería de materiales en la Escuela de Ingeniería McCormick de Northwestern.

Si bien ya existen algunos recubrimientos autocurativos, esos sistemas suelen funcionar para daños de tamaño nanométrico a micrón. Para desarrollar un recubrimiento que pueda curar arañazos más grandes en la escala milimétrica, Huang y su equipo parecían fluidos.

"Cuando un barco atraviesa el agua, el agua vuelve a juntarse, "Huang dijo." El 'corte' se cura rápidamente porque el agua fluye fácilmente. Nos inspiró darnos cuenta de que los fluidos, como los aceites, son el sistema de autocuración definitivo ".

Pero los aceites comunes fluyen con demasiada facilidad, Huang señaló. Así que él y su equipo necesitaban desarrollar un sistema con propiedades contradictorias:lo suficientemente fluido para fluir automáticamente pero no tan fluido como para gotear de la superficie del metal.

El equipo enfrentó el desafío creando una red de partículas livianas, en este caso cápsulas de grafeno, para espesar el aceite. La red fija la capa de aceite, evitando que gotee. Pero cuando la red se daña por una grieta o un rasguño, libera el aceite para que fluya fácilmente y se vuelva a conectar. Huang dijo que el material se puede hacer con cualquier hueco, partícula ligera, no solo grafeno.

"Las partículas esencialmente inmovilizan la película de aceite, "Dijo Huang." Así que permanece en su lugar ".

El revestimiento no solo se pega, pero se adhiere bien, incluso bajo el agua y en entornos químicos agresivos, como baños ácidos. Huang imagina que podría pintarse en puentes y barcos que están naturalmente sumergidos bajo el agua, así como en estructuras metálicas cerca de fluidos altamente corrosivos filtrados o derramados. El revestimiento también puede soportar fuertes turbulencias y adherirse a esquinas afiladas sin moverse. Cuando se cepilla sobre una superficie desde el agua, el recubrimiento continúa de manera uniforme sin atrapar pequeñas burbujas de aire o humedad que a menudo conducen a agujeros y corrosión.