Roma – Un team di ricerca guidato da Tae Ann Kim del Convergence Research Center for Solutions to Electromagnetic Interference in Future-mobility (SEIF) presso il Korea Institute of Science and Technology (KIST) ha sviluppato un nuovo materiale polimerico con capacità di auto-riparazione ed elevata riciclabilità. Il team ha progettato un’esclusiva molecola con struttura ad anello pentagonale che non solo può essere liberamente convertita tra monomeri e polimeri, ma facilita anche reazioni di scambio covalente dinamico in risposta a calore, luce e forze meccaniche. Questa molecola consente di creare materiali polimerici con un’ampia gamma di proprietà, flessibili come un elastico o rigidi come una bottiglia di vetro. La ricerca è stata pubblicata su Advanced Functional Materials.
Il polimero di nuova concezione è facile da gestire, in quanto presenta fluorescenza nei siti danneggiati, consentendo il rilevamento dei danni in tempo reale, e si auto-ripara quando esposto a calore e luce. Dopo lo smaltimento, questo materiale può depolimerizzare selettivamente nei suoi monomeri, anche se miscelato con plastiche convenzionali. I monomeri recuperati possono quindi essere utilizzati per rigenerare polimeri che mantengono le loro proprietà originali. Queste caratteristiche presentano una soluzione innovativa per migliorare sia la sostenibilità che la riciclabilità dei materiali polimerici.
Oltre alla sua riciclabilità, questo materiale modifica dinamicamente le sue proprietà termiche, meccaniche e ottiche in risposta al calore, alla luce e alle forze meccaniche. Quando viene utilizzato come rivestimento protettivo, dimostra prestazioni eccezionali, con una durezza fino a tre volte superiore e un modulo elastico più di due volte superiore rispetto ai rivestimenti epossidici convenzionali. Inoltre, l’esposizione alla luce ultravioletta rafforza le interazioni molecolari, consentendo al materiale di fissare forme specifiche. Questa capacità di memoria di forma apre potenziali applicazioni in abbigliamento intelligente, dispositivi indossabili e robotica avanzata.
Grazie alla sua elevata resistenza meccanica, resistenza ai danni, auto-riparazione, rilevamento dei danni e riciclabilità selettiva, questo materiale polimerico rappresenta una soluzione promettente per ridurre i costi economici associati alla selezione e alla lavorazione di rifiuti di plastica mista. Inoltre, sostituendo i rivestimenti industriali con questa alternativa ecologica, i costi di manutenzione del rivestimento possono essere notevolmente ridotti, mitigando al contempo l’inquinamento ambientale.
La Dott.ssa Tae Ann Kim, ricercatrice principale del Soft Materials Research Group, ha sottolineato: “Questa ricerca introduce un nuovo approccio alla progettazione di materiali con funzionalità autonome, come il rilevamento dei danni e l’auto-riparazione, superando al contempo i limiti termici e meccanici delle plastiche riciclabili derivate da monomeri ad anello pentagonali”. Ha inoltre aggiunto: “Ci stiamo impegnando per essere pionieri nel mercato dei rivestimenti funzionali ecocompatibili che richiedono una manutenzione minima e non generano rifiuti”.(30Science.com)
