Allana el camino para su uso en implantes y otras aplicaciones de atención médica en condiciones acuáticas
Un equipo de investigación ha sintetizado un novedoso poliuretano inspirado en la estrella de mar roja, capaz de autocurarse rápidamente bajo el agua.
Las propiedades de autorreparación permiten que los materiales reparen de forma autónoma los daños estructurales y funcionales, lo que extiende significativamente su vida útil y mejora la confiabilidad y la durabilidad. El poliuretano autoreparador ha surgido como un prometedor candidato debido a su diseño flexible y su proceso sintético simple.
Sin embargo, las moléculas de agua interrumpen el intercambio dinámico de enlaces, lo que ralentiza el proceso de autorreparación. Esta deficiencia limita la aplicación del poliuretano autorreparador en entornos acuosos, incluyendo la robótica subacuática y los dispositivos médicos implantables.
Imagen: El poliuretano autorreparador inspirado en la estrella de mar roja. Crédito: NIMTE
Inspirados en el mecanismo biológico de las estrellas de mar rojas (Echinaster sepositus), que exhiben una impresionante capacidad de autocuración submarina impulsada por la secreción de enzimas fibrinolíticas, los investigadores, dirigidos por el profesor Zhu Jin y el profesor Chen Jing en el Instituto de Tecnología e Ingeniería de Materiales de Ningbo (NIMTE) de la Academia de Ciencias de China, en cooperación con el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea, diseñaron un novedoso poliuretano autorreparador bajo el agua y a temperatura ambiente.
"La integración de unidades hidrófobas duales con enlaces dinámicos en tándem otorga al poliuretano unas impresionantes propiedades de autorreparación", dijo Zhu Jin.
Después de 12 horas en agua a temperatura ambiente, la rotura desapareció por completo, alcanzando una eficiencia de autorreparación del 98% a una velocidad superior a 33,33 μm/h.
Además, este poliuretano puede soportar una carga de 500 g después de la autorreparación, sin mostrar signos de rotura.
El poliuretano sintetizado exhibió una excepcional biocompatibilidad, allanando el camino para su uso en robots sumergibles, implantes médicos y otras aplicaciones de atención médica en condiciones acuáticas.
El estudio se publicó en Macromolecules: Red Sea Star-Inspired, Rapid Underwater Self-Healing Polyurethane Based on Dual Hydrophobic Units and Tandem Dynamic Bonds
