Una nueva espuma 3D más resistente, reciclable y que se repara así misma

En la industria moderna, las espumas son un material clave en productos tan diversos como los aislantes térmicos, embalajes, equipos de protección y partes automotrices. Sin embargo, la forma en que la espuma se fabrica hoy en día presenta grandes desafíos en términos de moldeabilidad y sostenibilidad. En este contexto, un equipo de investigadores de la Universidad de Texas en Dallas (UTD), ha desarrollado un nuevo tipo de espuma que no solo es más duradera, sino también se puede reciclar, es más fuerte y se puede imprimir en 3D.

La investigación fue publicada en RSC Applied Polymers, una revista de la Royal Society of Chemistry. El equipo, liderado por las doctorandas Rebecca Johnson y Ariel Tolfree, creó una formulación para un tipo de espuma ligera pero resistente que puede ser impresa en 3D, algo poco explorado en la fabricación comercial. Además, tiene la característica de expandirse «a demanda» luego de su impresión en 3D.

A diferencia de las espumas tradicionales, que suelen ser termoestables, es decir, no pueden fundirse ni moldearse de nuevo, esta nueva espuma permite una mayor flexibilidad. La espuma se puede imprimir en formas complejas y es muy resistente al daño si se compara con las espumas tradicionales. Estas características la hacen ideal para múltiples aplicaciones industriales donde es necesario asegurar la resistencia y la absorción de impactos.

La técnica detrás de este avance se basa en la química covalente dinámica (dynamic covalent chemistry), que permite que las moléculas dentro del polímero formen enlaces reversibles. Esto significa que, aunque la espuma no puede derretirse como el plástico, sí puede “repararse” a sí misma cuando se daña y volver a tomar una forma parecida a la original, lo que alarga su vida útil. Sin duda, esta capacidad de autorreparación representa un logro sorprendente frente a las espumas tradicionales que una vez que se dañan no hay vuelta atrás.

Aplicaciones de la nueva espuma 3D

Los investigadores aseguran que su formulación de espuma podría cambiar el juego en múltiples aplicaciones. De hecho, la capacidad para absorber impactos sin sacrificar la ligereza la posicionan como una opción de material ideal para fabricar cascos de motocicleta, parachoques de automóviles o equipo de protección. Sumado a esto, hay que resaltar que gracias a la libertad de diseño que se puede lograr con la impresión 3D, se puede usar la espuma para crear estructuras con diseños complejos. Una estructura reticular, por ejemplo, aumentaría la flexibilidad del material.

De cara al futuro, el equipo de UTD planea investigar cómo ajustar las propiedades del material para adaptarlo a diferentes aplicaciones. De igual manera planean buscar la forma de mejorar aún más su reciclabilidad y explorar ese potencial sostenible. Como explica Ron Smaldone, profesor de las doctorandas y corresponsable del estudio: “el siguiente paso es buscar cómo afinar las propiedades y utilizar este nuevo tipo de conocimiento para adaptarlo a una variedad de necesidades diferentes”. Puedes conocer más sobre la investigación aquí. 

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*Créditos de todas las fotos: The University of Texas at Dallas