(PU) Elastomero poliuretanico auto-riparante, resistente alla fatica e alle alte temperature: progettato tramite una rete adattiva covalente dinamica basata sull'acido ascorbico

I ricercatori hanno sviluppato un nuovo elastomero poliuretanico basato su una rete adattiva covalente dinamica derivata dall'acido ascorbico (A-CCAN). Sfruttando l'effetto sinergico della tautomeria cheto-enolica e dei legami carbammici dinamici, il materiale raggiunge proprietà eccezionali: una temperatura di decomposizione termica di 345 °C, una resistenza alla frattura di 0,88 GPa, una resistenza alla compressione di 268,3 MPa (assorbimento di energia di 68,93 MJ·m⁻³) e una deformazione residua inferiore a 0,02 dopo 20.000 cicli. Presenta inoltre capacità di autoriparazione in pochi secondi e un'efficienza di riciclo fino al 90%, offrendo una soluzione innovativa per applicazioni in dispositivi intelligenti e materiali strutturali.

Questo studio innovativo ha permesso di realizzare una rete adattiva covalente dinamica (A-CCAN) utilizzando l'acido ascorbico come elemento costitutivo principale. Grazie a una tautomeria cheto-enolica e a legami carbammici dinamici progettati con precisione, è stato creato uno straordinario elastomero poliuretanico. Il materiale dimostra una resistenza al calore simile a quella del politetrafluoroetilene (PTFE), con una temperatura di decomposizione termica fino a 345 °C, esibendo al contempo un perfetto equilibrio tra rigidità e flessibilità: una vera sollecitazione di frattura di 0,88 GPa e la capacità di mantenere una sollecitazione di 268,3 MPa sotto una deformazione di compressione del 99,9%, assorbendo 68,93 MJ·m⁻³ di energia. Ancora più impressionante, il materiale mostra una deformazione residua inferiore allo 0,02% dopo 20.000 cicli meccanici, si autoripara in un secondo e raggiunge un'efficienza di riciclo del 90%. Questa strategia progettuale, che riesce a ottenere il proverbiale "equilibrio tra il pesce e la zampa d'orso", offre una soluzione rivoluzionaria per applicazioni come i dispositivi indossabili intelligenti e i materiali di ammortizzazione aerospaziale, dove sia la resistenza meccanica che la durabilità ambientale sono fondamentali.