¿Un polímero que se autodestruye? Aunque una vez fue una idea ficticia, Ahora existen nuevos polímeros que son lo suficientemente resistentes como para transportar paquetes o sensores a un territorio hostil y vaporizarlos inmediatamente después de la finalización de una misión militar. El material se ha convertido en un planeador de alas rígidas y una tela de paracaídas similar al nailon para la entrega por el aire a distancias de cien millas o más. También podría usarse algún día en materiales de construcción o sensores ambientales.

Los investigadores presentarán sus resultados hoy en la Reunión y Exposición Nacional de Otoño de 2019 de la American Chemical Society (ACS).

"Este no es el tipo de cosas que se degradan lentamente durante un año, como los plásticos biodegradables con los que los consumidores pueden estar familiarizados, "dice Paul Kohl, Doctor., cuyo equipo desarrolló el material. "Este polímero desaparece en un instante cuando presionas un botón para activar un mecanismo interno o el sol lo golpea". Los polímeros que desaparecen fueron desarrollados para el Departamento de Defensa, que está interesado en desplegar sensores electrónicos y vehículos de reparto que no dejen rastro de su existencia después de su uso, evitando así el descubrimiento y aliviando la necesidad de recuperación del dispositivo.

La clave para hacer desaparecer un polímero, o romperse es "temperatura del techo". Por debajo de la temperatura del techo, se favorece una configuración de polímero, pero por encima de esa temperatura, el polímero se romperá en los monómeros que lo componen. Polímeros comunes, como poliestireno, tienen una temperatura del techo por encima de la temperatura ambiente y son muy estables. E incluso cuando se calientan por encima de la temperatura del techo, algunos de estos materiales pueden tardar mucho en descomponerse. Por ejemplo, miles de enlaces químicos unen todos los monómeros en poliestireno, y todos estos enlaces deben romperse para que los materiales se descompongan. Pero con polímeros de baja temperatura de techo, como los cíclicos que utiliza Kohl, solo un vínculo necesita romperse, y luego todos los otros lazos se deshacen, por lo que la despolimerización ocurre rápidamente. El proceso puede iniciarse por un pico de temperatura desde una fuente externa o incrustada, o por un catalizador sensible a la luz.

Durante muchos años, los investigadores han intentado fabricar estos polímeros, pero no tuvieron éxito debido a la inestabilidad de los materiales a temperatura ambiente. El grupo de investigación de Kohl en el Instituto de Tecnología de Georgia descubrió que podrían superar este problema si tuvieran cuidado de eliminar todas las impurezas formadas durante la síntesis. Además, encontraron varios aldehídos, incluido el ftalaldehído, que forman polímeros cíclicos fácilmente. Una vez optimizada la síntesis de este polímero, se enfocaron en formas de hacerlo desaparecer.

Para hacer esto, los investigadores incorporaron al polímero un aditivo fotosensible, que absorbe la luz y cataliza la despolimerización. "Inicialmente, lo hicimos fotosensible solo a la luz ultravioleta para poder hacer las piezas en una habitación bien iluminada con iluminación fluorescente, y estuvo bien; estaba estable, "Dice Kohl. Pero cuando el polímero se colocó afuera, la exposición a la luz solar lo vaporizó (o lo convirtió de nuevo en un líquido, en algunos casos). Un vehículo desplegado por la noche por lo tanto, desaparecer con la salida del sol.

Desde entonces, el grupo de Kohl's ha descubierto nuevos aditivos que pueden desencadenar la despolimerización en diferentes longitudes de onda de luz visible. para que el polímero pueda descomponerse en interiores. "Contamos con polímeros diseñados para aplicaciones en las que entras en la habitación, enciendes la luz, y la cosa desaparece, "Dice Kohl.

El grupo también ha determinado cómo detener la despolimerización. "Tenemos una forma de retrasar la despolimerización durante un período de tiempo específico:una hora, dos horas, tres horas, ", dice." Lo mantendría en la oscuridad hasta que fuera a usarlo, pero luego lo desplegarías durante el día, y tendrías tres horas antes de que se descomponga ". El equipo ha considerado métodos químicos para iniciar el proceso de descomposición, así como. Además, Están probando varios copolímeros que se pueden agregar al ftalaldehído para cambiar las propiedades del material sin alterar su capacidad de desaparecer.

Kohl dice que este material similar a "James Bond" ya está siendo incorporado en dispositivos militares por otros investigadores. Pero también ve el potencial de los materiales para aplicaciones no militares. Por ejemplo, los investigadores han hecho un epoxi que desaparece para un adhesivo temporal que podría usarse en materiales de construcción. También imaginan que el material podría usarse como sensores para el monitoreo ambiental. Una vez que los sensores hayan terminado de recopilar datos, no hay riesgo de ensuciar el medio ambiente, ya que pueden provocar que se vaporicen. El material también se puede utilizar para vehículos de reparto en áreas remotas donde la recuperación es difícil.