Los investigadores utilizaron simulaciones por computadora para producir imágenes de materiales nanocompuestos de polímeros. Las nanopartículas se muestran en rosa y las largas cadenas de polímero en cian. Crédito:Jan-Michael Y. Carrillo / ORNL, Departamento de Energía de EE. UU.
Los científicos del Laboratorio Nacional de Oak Ridge han descubierto una forma rentable de mejorar significativamente el rendimiento mecánico de los materiales nanocompuestos de polímeros comunes. El descubrimiento podría conducir a más materiales más duraderos para aplicaciones que van desde dispositivos biomédicos hasta neumáticos de automóviles.
Nanocompuestos de polímero vidrioso, o PNC, son materiales codiciados con nanopartículas de relleno duro dispersas en sus matrices poliméricas blandas. Al estudiar por qué los PNC demuestran ciertas propiedades ventajosas, los investigadores intentaron mezclar cadenas largas y cortas del mismo polímero.
"Descubrimos que al agregar una pequeña cantidad de cadenas cortas de polímero, las propiedades mecánicas resultantes mejoraron en un 20%, Vera Bocharova de ORNL dijo:"Esto es bueno para aplicaciones prácticas".
Los datos experimentales y las simulaciones por computadora revelaron que los cambios en las interacciones polímero-nanopartícula, estiramiento de polímero, y la densidad en las interfaces de las nanopartículas fueron responsables de las propiedades mejoradas. Los resultados del estudio se pueden aplicar universalmente a los PNC y pueden ayudar a los investigadores a diseñar materiales futuros con las cualidades deseadas.
Añadiendo una cantidad óptima de cadenas cortas de polímero, representado en púrpura, las propiedades mecánicas de los materiales poliméricos mejorados son las que más. Crédito:Jan-Michael Y. Carrillo / ORNL, Departamento de Energía de EE. UU.