Los elastómeros son los blandos, materiales elásticos, como geles y cauchos, que se encuentran en piezas de automóviles y aviones, en material deportivo, y se utilizan para proteger maquinaria de precisión y edificios contra vibraciones. Los científicos ahora quieren hacerlos más delgados y resistentes, sin perder elasticidad. El ingeniero de materiales de la Universidad de Nagoya, Yukikazu Takeoka, y sus colegas revisaron los esfuerzos más recientes para mejorar los elastómeros para la revista. Ciencia y tecnología de materiales avanzados .

"Nuestra revisión da pistas sobre el tipo de pensamiento molecular necesario para hacer que los elastómeros sean más duros, "dice Takeoka.

Los elastómeros están hechos de muchos, largas cadenas moleculares de subunidades repetidas. Pueden sufrir grandes deformaciones cuando se estiran, volviendo a su forma original cuando se libera la tensión. Pueden hacer esto porque sus cadenas moleculares tienen suficiente movilidad para estirarse y contraerse.

La elasticidad y la tenacidad general dependen de las interacciones entre las cadenas moleculares dentro del material. Los científicos han estado trabajando para controlar cómo las cadenas se unen e interactúan para cambiar las propiedades mecánicas de los elastómeros.

Takeoka y su equipo del departamento de química molecular y macromolecular de la Universidad de Nagoya explican que los elastómeros se pueden endurecer mediante la introducción de enlaces fuertes de hidrógeno o iónicos que pueden unir de forma reversible las cadenas de elastómeros. Estos enlaces reversibles se adhieren y separan de las cadenas de elastómero a medida que el material se deforma. Los científicos han utilizado enlaces de hidrógeno para fabricar hidrogeles fuertes que pueden deformarse hasta en un 600% y volver a su estado original en tres minutos a 37 ° C o unos pocos segundos a 50 ° C.

Las cadenas de elastómero también se pueden unir a través de moléculas 'cíclicas' en forma de anillo, dando a las cadenas unidas un alto grado de flexibilidad y mejor tenacidad. Un equipo de científicos fabricó un elastómero muy flexible mezclando soluciones de polietilenglicol y alfa-ciclodextrina cíclica en agua.

Takeoka y sus colegas sugieren que la combinación adicional de elastómeros unidos por enlaces reversibles y moléculas cíclicas en movimiento podría conducir a elastómeros aún más resistentes con un mejor alargamiento. "Nuestra revisión enfatiza la importancia de examinar el comportamiento molecular en detalle al diseñar materiales poliméricos, "dice Takeoka.