Desarrollan un compuesto que se autorepara para aviones y satélites

La autocuración es una capacidad de la que sólo disponen los seres vivos. O casi. Durante las últimas dos décadas, muchos investigadores se han empeñado en desarrollar materiales que sean capaces de autorepararse, cerrando pequeñas grietas que aparezcan en su superficie. Ahora, un grupo de científicos de la Universidad de Birmingham ha dado un paso más en este sentido y ha conseguido desarrollar un material con el potencial de repararse a muy bajas temperaturas, lo que lo hace ideal para ser utilizado en satélites y aviones.

Los esfuerzos realizados hasta ahora por investigadores de todo el mundo habían conseguido una eficacia de reparación incluso superior al 100%, es decir, que el rendimiento del material autoreparado podía ser incluso mejor que antes de resultar dañado. Este tipo de tecnología es de gran utilidad en aplicaciones en las que la reparación o sustitución de componentes es difícil o incluso imposible, como sucede en diversos componentes de aviones y satélites durante el vuelo, o en instalaciones que son de difícil acceso, como las turbinas eólicas que se construyen en el mar.

Entre todos los materiales utilizados, los compuestos reforzados con fibra han ganado popularidad en las aplicaciones mencionadas debido a su alta resistencia y bajo peso. Sin embargo, el principal riesgo en el empleo de estos materiales es el de la aparición de micro-fisuras internas que pueden causar fallas catastróficas y que son difíciles de detectar y reparar. Así que el desarrollo de métodos de autoreparación sería una buena forma de aumentar la fiabilidad de estos materiales, aumentar su vida útil y disminuir los costes de reparación.

Hasta ahora, los métodos que han sido propuestos se basan en la utilización de microcápsulas a lo largo de todo el material. Estos pequeños huecos contienen unos líquidos especiales que, en caso de rotura, son liberados rellenando la fisura y reparándola. También se ha planteado un diseño similar, pero sustituyendo las cápsulas por vasos comunicados, simulando una red vascular. Un método con el que también se han obtenido buenos resultados.

El problema es que este tipo de técnicas sólo funcionaban a una temperatura ambiente adecuada, algo que en la práctica no siempre es fácil de conseguir. Por ejemplo, los materiales compuestos utilizados en una aeronave pueden soportar temperaturas tan bajas como 60°C bajo cero, y a esas temperaturas se congelarían los líquidos autoreparadores, que no podrían activarse en caso de que apareciera una fisura.

La solución propuesta por estos investigadores, que ha sido publicada en la revista 'Royal Society Open Science', consiste en un nuevo diseño en el que se utiliza una red de vasos comunicados como el que se había planteado anteriormente, pero al que se le añade una fina capa de material conductor. El objetivo de esta fina lámina es el de suministrar calor internamente a los vasos, de forma que, en caso de congelación, el calor provoque el deshielo, proporcionando así una temperatura adecuada para la activación del líquido reparador.

Para fabricar esta capa conductora se seleccionaron dos tipos de materiales: una lámina porosa de espuma de cobre y una formada por nanotubos de carbono poroso. De las dos propuestas, la de los nanotubos fue la que mejores resultados de autoreparación ofreció, alcanzando valores por encima del 100%. Sin embargo, la introducción de estas laminas generó algunos efectos negativos en la propiedades físicas del material, algo que los investigadores tratarán de resolver en futuros experimentos.