Un team di ricercatori della Mercer University ha scoperto un materiale polimerico che resiste a condizioni meteorologiche estreme ed è in grado di autorigenerarsi.
Il professore di ingegneria meccanica, Dr. Alireza Sarvestani, e un team di studenti della Mercer University hanno scoperto un nuovo materiale polimerico in grado di resistere a condizioni meteorologiche estreme e dotato di proprietà autorigeneranti.
Gli studi sperimentali per questo nuovo materiale sono iniziati due anni fa con una borsa di studio di un laboratorio specializzato nello studio del poliuretano termoplastico, un polimero simile alla gomma ad alta resilienza e lunga durata. Nel corso dell'ultimo anno, il Dr. Sarvestani e il suo team hanno effettuato test approfonditi e analisi dei dati sui polimeri termoplastici, che si sciolgono a temperature elevate e si solidificano dopo il raffreddamento. Hanno rinforzato i polimeri con vari riempitivi, con l'obiettivo di creare proprietà uniche che migliorassero il materiale.
Hanno preparato numerosi campioni e poi li hanno testati allungandoli, tagliandoli e riscaldandoli. Inoltre, alcuni dei campioni sono stati introdotti in una macchina per l'invecchiamento accelerato prima di eseguire quei test. Hanno riscontrato successo quando un particolare campione ha dimostrato capacità di autorigenerazione e resistenza agli agenti atmosferici.
“Abbiamo preparato un film del materiale e l'abbiamo diviso in due parti. Abbiamo aumentato la temperatura e, a 60 o 70 gradi Celsius, ha effettivamente iniziato a rigenerarsi”, ha detto il Dr. Sarvestani. “Ora abbiamo un materiale le cui proprietà sono quasi esattamente le stesse di prima che la fusione avvenisse. Aumentando la temperatura a livello locale, si possono riparare tutti i danni fatti. L'altra proprietà interessante è che è un materiale molto resistente ai raggi UV”.
Il materiale si è indebolito solo leggermente dopo la rigenerazione e si è dimostrato ancora abbastanza resistente dopo aver subito i test di forza.
Nella foto a sinistra, il materiale è stato diviso in due parti. Nella foto di destra, il materiale è stato fuso insieme dopo essere stato riscaldato. (Foto fornite dal Dr. Sarvestani e Daniel Krashin)Potenziali campi di applicazione
Il Dr. Sarvestani ha affermato che il materiale è ideale per scopi di rivestimento, in particolare per veicoli aerospaziali e imbarcazioni. Ad esempio, i pezzi di un aeroplano potrebbero potenzialmente essere rivestiti con il materiale per proteggere il velivolo dai danni causati dai detriti nell'aria e dall'esposizione ai raggi UV. Il materiale potrebbe essere utilizzato sulle navi per prevenire la corrosione causata dall'acqua. Infine, se si verificassero danni o abrasioni, il materiale potrebbe essere riparato aumentando la temperatura.
Il prossimo passo
Il Dr. Sarvestani prevede di presentare i risultati della ricerca per la pubblicazione su riviste di alto profilo quest'estate e quindi di richiedere borse di ricerca.
Successivamente, il suo team condurrà ulteriori test e inizierà a cercare modi per migliorare altre proprietà del materiale. Spera di collaborare con ricercatori di altri campi, come la chimica, per sviluppare ulteriormente la ricerca e rendere il progetto più sostenibile a lungo termine.
La fase successiva del progetto includerà il test del materiale su scala più ampia e il tentativo di rendere il polimero conduttivo mescolandolo con materiali come l'argento o l'oro.