Il costo della produzione di plastica, vernici, i rivestimenti per gli schermi dei telefoni cellulari e altri materiali che guariscono da soli come la pelle potrebbero essere drasticamente ridotti grazie a una svolta che un team della Clemson University ha descritto nell'ultima edizione della rivista Scienza .

Marek Urban e il suo team hanno scritto di come sono stati in grado di conferire qualità autorigeneranti ai polimeri utilizzati in prodotti relativamente economici, come vernici, plastiche e rivestimenti. Il passo successivo è passare dalla produzione di piccole quantità in laboratorio alla produzione di grandi quantità.

"Non è disponibile su scala industriale, ma è molto vicino, " disse Urbano, che è la J.E. Sirrine Foundation Chair e Professor presso il Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali a Clemson.

I ricercatori hanno prodotto piccoli lotti di polimeri autorigeneranti negli ultimi due decenni, ma la loro produzione su scala commerciale è stata finora in gran parte proibitiva in termini di costi.

Urban ha detto che lui e il suo team hanno approfittato delle interazioni tra i copolimeri che ha paragonato a fili di spaghetti con piccoli pennelli sul lato.

Più si allungano i fili degli spaghetti, più si impigliano, Egli ha detto. I gruppi laterali si incastrano come due mani intrecciate, rendendo più difficile separarli, ha detto Urbano.

"Allo stesso tempo, si piacciono, " ha detto. "Quindi, quando li tiri fuori, tornano insieme. A quel punto diventa auto-guaribile.

"Per quanto semplice possa sembrare, questi studi hanno anche rivelato che le interazioni di van der Waals onnipresenti e tipicamente deboli nella plastica, quando orientato, porterà all'autoguarigione. Questa scoperta avrà un impatto sullo sviluppo di materiali sostenibili utilizzando legami deboli che diventano collettivamente molto forti quando vengono orientati".

L'aspetto significativo della sua ultima svolta è che se un'azienda volesse portare la tecnologia sul mercato, non dovrebbe più costruire una nuova fabbrica per produrre polimeri autoriparanti, ha detto Urbano.

Urban ha stimato che l'aumento della scala per produrre polimeri o vernici di centinaia di galloni potrebbe essere fatto in sei o dodici mesi.

"Per chiunque voglia realizzare questi tipi di materiali autorigeneranti, dovrebbero essenzialmente progettare un processo sintetico e scalarlo, " Urban ha detto. "La chiave è che il processo di scale-up dovrebbe essere controllato con precisione. C'è un'enorme differenza tra creare qualcosa in laboratorio e ridimensionarlo. Sappiamo che la tecnologia è disponibile per loro".

L'articolo è intitolato "Copolimeri autorigeneranti 'chiave e serratura'' e segna la seconda volta dal 2009 che Urban ha dettagliato il suo lavoro sui polimeri autorigeneranti in Scienza . I coautori dell'articolo più recente sono Dmitriy Davydovich, Ying Yang, Tugba Demir, Yunzhi Zhang e Leah Casabianca, tutta la Clemson University.

Rajendra Bordia, presidente del Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali a Clemson, congratulato Urban e il suo team di ricerca.

" Scienza è altamente selettivo, giornale di grande impatto, " ha detto Bordia. "Dott. L'ultimo articolo di Urban consolida ulteriormente il suo posto tra i maggiori studiosi mondiali di polimeri e in particolare di polimeri autorigeneranti. Il suo successo è meritato".

Anand Gramopadhye, preside della Facoltà di Ingegneria, Informatica e scienze applicate, ha detto che il successo di Urban sottolinea il livello di borsa di studio che porta al college.

"Il Dr. Urban è costantemente pubblicato nelle principali riviste accademiche del mondo ed è spesso onorato con premi dai suoi colleghi, " Gramopadhye ha detto. "Mi congratulo con lui per il suo ultimo articolo in Scienza ."

Urban ha detto di aver avuto l'idea per la ricerca prima di arrivare a Clemson, ma non aveva la squadra in atto per trovare ciò che causa il comportamento di autoguarigione.

"È molto facile progettare qualcosa essenzialmente mescolando le cose e dicendo:'Oh guarda, questo auto-guarisce, ma non sappiamo perché, '" he said. "The difference with our team is that we know exactly how to design these systems. We understand the limitations, we have analytical tools to measure, and we understand what it takes for this technology to go to the next level.

"Così, the question is:do you have the right people to do this? We are very fortunate—Clemson is the best place to do this."