Cart 0
Tre materiali che si riparano da soli
I materiali self-healing rappresentano oggi una nuova prospettiva come classe emergente di materiali intelligenti. Progettati per aumentare la durabilità, ridurre la manutenzione e prolungare la vita utile dei prodotti, questi materiali sono in grado di autoripararsi autonomamente in caso di danni.
Grazie alla loro versatilità e sicurezza, trovano applicazione in numerosi ambiti, dal design alla soft robotics, dall’ingegneria alla biomedicina, aprendo nuove possibilità per il futuro della progettazione.
Dal database di Material ConneXion, abbiamo selezionato tre esempi che dimostrano come diverse tipologie di materiali — liquidi, gel o elastomeri — possano essere sviluppate per rispondere a specifiche esigenze applicative.
Grazie alla sua specifica composizione, questo materiale elastomerico è in grado di auto-ripararsi a seguito di graffi e perfino di tagli profondi. E’ completamente sicuro e atossico, in quanto interamente costituito da resina acrilica derivata da amido di mais.
Le proprietà self-healing sono date dalla capacità intrinseca di questo elastomero di creare nuovi legami dopo un danno: in altre parole, se i due lembi del materiale vengono messi a contatto a seguito di un taglio, i legami tra le molecole si ripristinano da soli. Le molecole sono tenute assieme da forze deboli di van der Waals che agiscono come un adesivo, permettendo al materiale di ripararsi entro 24 ore.
Questo materiale può essere modellato in diverse forme per colatura in uno stampo prima del processo di polimerizzazione. Ciò consente una personalizzazione cromatica attraverso coloranti e pigmenti che possono essere aggiunti prima che solidifichi. Può essere acquistato come base liquida o come prodotto stampato (lastre, forme modellate, ecc.), consentendo possibilità applicative in settori anche molto diversi. Le applicazioni infatti spaziano dalla soft robotics (attuatori) agli adesivi, e le sue proprietà inerti lo rendono adatto alla realizzazione di simulatori medici (modelli di organi) e alla produzione di giocattoli per bambini.
Il secondo esempio riguarda un rivestimento anticorrosione, in grado di auto-ripararsi in condizioni estreme. Si tratta di un coating a base di polimeri atossici con microcapsule incorporate che rilasciano i loro incapsulanti a seguito di graffi o potenziali elettrochimici (tensione, riduzione, ecc.) attivando una reazione che genera l’autoriparazione. Questo approccio permette di controllare il rilascio degli incapsulanti in modo mirato, offrendo la possibilità di intervenire prontamente per risolvere diversi problemi appena si presentano.
Diversamente dai rivestimenti anticorrosione tradizionali, che contengono ioni metallici potenzialmente tossici a base di cromo, zinco e piombo che vengono rilasciati nell’ambiente quando il rivestimento si sfalda, questo materiale utilizza inibitori ecologici a base acqua che impediscono lo sfaldamento, riducono la necessità di manutenzione ed evitano la dispersione di sostanze inquinanti.
Si tratta di una soluzione già adottata in numerosi settori industriali, dall’edilizia, alla nautica, all’automotive, all’aerospaziale e all’architettura.
Infine, un idrogel elastomerico: è in grado di auto-ripararsi rigenerando la propria matrice polimerica anche dopo un’incisione profonda. Il ripristino completo del danno avviene in 24 ore, anche grazie alla sua struttura altamente elastica (6~10x) composta per il 37% da resina acrilica, per il 37% da glicerina e per il 26% da acqua.
Oltre alla capacità self-healing, il materiale possiede proprietà di memoria di forma, forte resistenza ad alte pressioni ed elevata tenacità, tanto che è in grado di mantenere il 60-70% della sua resistenza anche dopo molteplici tagli e danni, prolungando la vita dei prodotti in cui viene utilizzato e riducendone la manutenzione.
Si presenta come un kit liquido che l’utente può mescolare e versare negli stampi, personalizzandolo con additivi, coloranti e pigmenti prima della sua solidificazione. Il materiale è sicuro, atossico e non irritante, adatto alla prototipazione medica e alla produzione di giocattoli.
Scopri l’abbonamento Materials Insights di Material ConneXion: migliaia di contenuti e trend report sui materiali innovativi e accesso a un database che vanta oltre 10.000 materiali sostenibili e innovativi che potrai consultare per i tuoi progetti. Per informazioni scrivici a info@materially.eu
