La sociedad moderna se basa en polímeros, como plástico de polipropileno o polietileno, para una amplia gama de aplicaciones, desde envases de alimentos hasta piezas de automóviles y dispositivos médicos. Sin embargo, como personas, los polímeros envejecen, y cuando lo hagan, los materiales se vuelven propensos a agrietarse o romperse. Ahora, investigadores que informan en Ciencia Central ACS han desarrollado un método para visualizar las variaciones en los polímeros que surgen con la edad.

Calor, luz del sol, el oxígeno y la humedad pueden hacer que los polímeros se degraden con el tiempo. En las primeras etapas, las cadenas de polímero se rompen, producir grupos funcionales, tales como grupos hidroxilo, y generando radicales libres que aceleran el proceso de envejecimiento. Los científicos han desarrollado métodos para estudiar signos más avanzados del envejecimiento de los polímeros, pero estas técnicas no proporcionan una imagen microscópica en 3D, y la mayoría no es lo suficientemente sensible como para detectar el envejecimiento temprano. Rui Tian, Chao Lu y sus colegas querían encontrar una manera de visualizar el proceso de envejecimiento de los polímeros de polipropileno y polietileno en 3-D. Esta técnica podría usarse para detectar polímeros envejecidos, de modo que puedan repararse o reemplazarse con piezas nuevas antes de que fallen.

Los investigadores basaron su método en un tinte fluorescente disponible comercialmente, llamado DBPA, que pueden unirse específicamente a grupos hidroxilo en polímeros a medida que se rompen las cadenas. El equipo calentó una hoja delgada de polipropileno o polietileno a 140 F y luego empapó el plástico en una solución de DPBA para teñir los sitios envejecidos con grupos hidroxilo. Cuando los investigadores observaron las láminas bajo un microscopio confocal, encontraron que los sitios envejecidos en los polímeros, como lo revelan los grupos hidroxilo marcados con fluorescencia, se hicieron más profundos, más amplio y más frecuente con el tiempo. El método detectó un envejecimiento más rápido del polímero cuando las láminas se expusieron a temperaturas más altas. Según el conocimiento de los investigadores, la técnica fluorescente es la primera que puede monitorear con sensibilidad el envejecimiento del polímero en 3-D, lo que ayudará a identificar los polímeros en deterioro en las primeras etapas.