Estados Unidos. Un equipo de la Universidad de Northwestern ha desarrollado una nueva estrategia de revestimiento para el metal que se autocura en segundos cuando se raya, se raspa o se agrieta. El nuevo material podría evitar que estos pequeños defectos se conviertan en corrosión localizada, lo que puede causar que las estructuras principales fallen.
"La corrosión localizada es extremadamente peligrosa", dijo Jiaxing Huang, quien dirigió la investigación. "Es difícil de prevenir, es difícil de predecir y es difícil de detectar, pero puede llevar a un fallo catastrófico".
Cuando se daña por rasguños y grietas, el sistema pendiente de patente de Huang fluye fácilmente y se vuelve a conectar para curarse rápidamente ante los ojos. Los investigadores demostraron que el material puede curarse repetidamente, incluso después de rayarse el mismo lugar casi 200 veces seguidas.
El estudio fue publicado en Research, el primer Science Partner Journal recientemente lanzado por la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia (AAAS) en colaboración con la Asociación China para la Ciencia y la Tecnología (CAST). Huang es profesor de ciencia e ingeniería de materiales en la Escuela de Ingeniería McCormick de Northwestern.
Si bien ya existen algunos recubrimientos de autocuración, esos sistemas generalmente funcionan para daños de nanómetros a micrones. Para desarrollar un recubrimiento que pueda curar rayones más grandes en la escala milimétrica, Huang y su equipo buscaron fluidos.
"Cuando un bote atraviesa el agua, el agua vuelve a unirse", dijo Huang. "El ‘corte’ cura rápidamente porque el agua fluye fácilmente. Nos inspiramos para darnos cuenta de que los fluidos, como los aceites, son el mejor sistema de autocuración".
Pero los aceites comunes fluyen demasiado fácilmente, anotó Huang. Por lo tanto, él y su equipo necesitaban desarrollar un sistema con propiedades contradictorias: lo suficientemente fluidos para fluir automáticamente pero no tan fluidos que goteen de la superficie del metal.
El equipo se enfrentó al desafío creando una red de partículas livianas, en este caso cápsulas de grafeno, para espesar el aceite. La red corrige el recubrimiento de aceite, evitando que gotee. Pero cuando la red está dañada por una grieta o un rasguño, libera el aceite para que fluya fácilmente y se vuelva a conectar. Huang dijo que el material puede fabricarse con cualquier partícula hueca y liviana, no solo con grafeno.
"Las partículas esencialmente inmovilizan la película de aceite", dijo Huang. "Así que se mantiene en su lugar".
Áreas de aplicación
El recubrimiento no solo se pega, sino que se adhiere bien, incluso bajo el agua y en entornos químicos agresivos, como los baños de ácido. Huang imagina que podría pintarse en puentes y barcos que se sumergen naturalmente bajo el agua, así como estructuras metálicas cerca de fluidos altamente corrosivos derramados o derramados.
El revestimiento también puede soportar fuertes turbulencias y adherirse a esquinas afiladas sin ceder. Cuando se cepilla sobre una superficie de debajo del agua, el recubrimiento continúa de manera uniforme sin atrapar pequeñas burbujas de aire o humedad que a menudo conducen a agujeros y corrosión.
La Oficina de Investigación Naval (ONR N000141612838) respaldó los "recubrimientos de barrera de aceite espesados con microcápsulas autocurantes". Los estudiantes graduados Alane Lim y Chenlong Cui, un ex miembro del grupo de investigación de Huang, fueron los autores del artículo.
Fuente: Universidad de Northwestern.
