La naturaleza produce una asombrosa variedad de materiales estampados, desde las delicadas crestas de la yema del dedo de una persona hasta las marcas de camuflaje de un guepardo. Aunque los patrones de la naturaleza aparecen espontáneamente durante el desarrollo, crear patrones en materiales sintéticos es más arduo. Los investigadores ahora informan en Ciencia Central ACS han encontrado una forma sencilla de producir materiales estructurados con microestructuras complejas con diferentes propiedades mecánicas, térmicas y ópticas, sin la necesidad de máscaras, moldes o impresoras.

En los animales, los patrones se forman antes del nacimiento en respuesta a señales controladas genéticamente, cuya concentración a menudo varía a lo largo de un gradiente. Por el contrario, los enfoques de fabricación tradicionales para crear patrones y estructuras implican varios pasos, como: B. Capa a capa, ensamblaje, litografía, moldeo o fundición. Jeffrey Moore, Nancy Sottos, Philippe Geubelle y sus colegas querían desarrollar un método de estructuración espontáneo que fuera más similar al proceso biológico.

El equipo colocó una solución de monómero de diciclopentadieno en un canal y luego calentó un extremo del canal. El calor activó un catalizador de rutenio que hizo que el monómero se polimerizara y generó más calor que viajó por el canal. Esto continuó hasta que se agotó todo el monómero disponible en la región. Finalmente, el calor continuó por el canal hasta donde estaba presente el monómero fresco y el proceso comenzó de nuevo. Usando esta técnica, el equipo hizo resinas con nervaduras regulares y controló la altura y el espaciado de las nervaduras ajustando la temperatura inicial de la solución. Al usar un monómero diferente o agregar otros compuestos a la solución, los investigadores crearon materiales con patrones de color y rigidez. El nuevo método podría usarse algún día para crear una variedad de nuevos materiales «inteligentes», desde bandas de rodadura de neumáticos o zapatos hasta productos electrónicos y biomateriales, dicen los investigadores.

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Los autores confirman la financiación de la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea, la Fundación Arnold & Mabel Beckman, la Fundación Nacional de Ciencias y el Consorcio de Subvenciones Espaciales de Illinois.

El resumen del artículo estará disponible a las 8 a.m. Hora del Este el 24 de marzo aquí: http: // pubs.acs.org /doi /Sección/10.1021 /acscentsci.1c00110

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