Los polímeros reticulados son estructuras en las que se unen grandes cadenas moleculares, confiriendo excepcionales propiedades mecánicas y resistencia química al producto final. Sin embargo, su modificación no es fácil. Ahora, Los científicos del Instituto de Tecnología de Tokio han desarrollado un método que permite la fusión de diferentes polímeros juntos fácilmente, permitiendo el ajuste preciso de las propiedades del material final seleccionando polímeros base apropiados y mezclándolos en la proporción correcta.

Polímeros grandes cadenas moleculares compuestas por pequeñas subunidades repetidas, se puede encontrar a nuestro alrededor y también dentro de nosotros. El ADN y las proteínas son algunos polímeros naturales familiares. A diferencia de, polímeros sintéticos, como los plásticos, se produjeron por primera vez hace aproximadamente un siglo, pero desde entonces han encontrado su camino en nuestra vida diaria debido a sus increíbles propiedades. Los polímeros se pueden adaptar de acuerdo con sus subunidades constituyentes para conferirles muchas características deseables, como la resistencia mecánica, estirabilidad, permeabilidad, etcétera.

Otra forma de obtener aún más funcionalidades en los polímeros es reticulándolos. Los polímeros reticulados (CPL) son polímeros que se unen mediante moléculas reticulantes especiales. Ciertos CPL exhiben propiedades sobresalientes debido a sus estructuras tridimensionales entrelazadas. Motivado por las posibles aplicaciones, un equipo de investigación del Instituto de Tecnología de Tokio (Tokyo Tech) dirigido por el profesor Hideyuki Otsuka ha logrado recientemente un gran avance en este campo:lograron interconectar diferentes CPL a través de un enfoque sin precedentes. "El desarrollo de un método novedoso para fusionar diferentes CPL supondría una revolución en el campo, ya que sus propiedades mecánicas se pueden ajustar fácil y sistemáticamente en un proceso operacionalmente simple, "explica Otsuka.

Los investigadores lograron este objetivo cambiando las cosas en la molécula de entrecruzamiento que usaron. Para que una CPL tenga capacidades de autocuración, que es muy atractivo para muchas aplicaciones, los polímeros deben unirse mediante lo que se conoce como enlaces covalentes dinámicos. Estos enlaces también permiten fusionar diferentes tipos de CPL, pero las moléculas de carbono utilizadas en los enlazadores actualmente disponibles son propensas a oxidarse, lo que complica la fusión y el procesamiento de CPL a granel. Lo que hizo este equipo de investigación fue emplear una molécula enlazadora, llamado BiTEMPS, que reticula los polímeros a través de un enlace covalente azufre-azufre central (S-S). Este enlace se puede escindir temporalmente por la mitad a temperaturas superiores a 80 ° C, que permite el intercambio entre diferentes polímeros en los extremos libres, llamados radicales TEMPS (ver Figura 1). A través de este proceso de división y re-unión, Se pueden fusionar diferentes CPL. Una de las principales ventajas de los radicales TEMPS es que son altamente estables frente al oxígeno, lo que significa que todo el procesamiento se puede realizar sin requerir cuidados de oxígeno.

Para demostrar la utilidad de su enfoque, los investigadores entrecruzaron dos tipos de CPL, uno de ellos mucho más elástico que el otro. Al presionar en caliente su mezcla, lograron fusionar las CPL, y las propiedades mecánicas del material final dependían de la proporción de CPL crudas utilizadas. "Las propiedades mecánicas de las muestras fusionadas podrían ajustarse ampliamente para hacerlas tan suaves y elásticas como se desee. Como la variedad de polímeros disponibles es casi infinita, Debería ser posible generar materiales que exhiban un amplio espectro de propiedades físicas utilizando nuestro método eligiendo juiciosamente las composiciones poliméricas apropiadas y las proporciones de mezcla. ", concluye Otsuka. Este método innovador avanzará significativamente en el campo de las CPL, permitiendo el desarrollo de materiales altamente personalizados para aplicaciones especializadas.