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Materiales que se reparan a sí mismos

Tras sufrir una herida, la piel se regenera y vuelve a cubrir la zona del cuerpo afectada. Algunas especies de lagarto desprenden su cola o sus escamaspara huir de sus depredadores porque unas semanas después vuelven a crecer. Son sólo algunos de los numerosos ejemplos de estructuras capaces de regenerarse o de repararse a sí mismas que ofrece la naturaleza. Y en ella se están inspirando los científicos para desarrollar una familia de materiales que permitan fabricar dispositivos y componentes más duraderos y resistentes. 
Se trata de los denominados materiales autorreparables (en inglés,  , un término que puede traducirse como materiales capaces de curarse a sí mismos). Y es que estas sustancias son capaces de reparar los daños sufridos por el paso del tiempo, las condiciones ambientales, el desgaste, un golpe o una rotura. 
Un equipo de investigadores de la Universidad de California en Riverside (EEUU) ha presentado durante el 253º Congreso Nacional de la Sociedad Química Americana (ACS, por sus siglas en inglés) un nuevo material autorreparable que, según sostienen, podría tener usos prometedores en el campo de la electrónica y de la robótica. Por ejemplo, para fabricar teléfonos móviles más resistentes y que duren más tiempo. 
Móviles más resistentes
Se trata de un polímero transparente y muy flexible -puede ser estirado hasta multiplicar por 50 su tamaño original- y que conduce iones para generar corriente. Si un trozo se divide en dos, vuelve a unirse por completo en el plazo de un día. Sus características, dicen sus creadores, lo convierten en un material adecuado para fabricar componentes de robots blandos o de telefonos móviles, que suelen sufrir frecuentes roturas o rayaduras: «Durante mi investigación he fabricado una batería de litio que se autorrepara», explica Chao Wang, investigador de la universidad californiana y autor principal. 
Sin embargo, según detalla a EL MUNDO, también podría usarse para otros componentes de los móviles, como la pantalla, uno de los elementos que con más frecuencia se rompen o rayan: «Sin duda es posible fabricar pantallas de    con nuestro material, y es uno de nuestros objetivos», asegura a través de un correo electrónico. 
«De momento no hemos podido demostrar que se pueda fabricar un teléfono móvil completo con estos materiales. Pero los elementos autorreparables están siendo introducidos gradualmente. Por ejemplo, los móviles de LG han empezado a utilizarlos en la carcasa trasera. Si sufre un arañazo, éste desaparece. Nuestros materiales podrán ser usados potencialmente en baterías, carcasas protectoras, pantallas táctiles, etc. de smartphones», afirma el científico, que se ha inspirado en Lobezno, superhéroe de los X-Men y uno de sus ídolos de juventud. 
Inspirado en Lobezno
Este personaje del Universo Marvel posee poderes regenerativos que le permiten curar cualquier herida y que le hacen inmune a muchas enfermedades. Y esta idea la ha intentado llevar a su laboratorio para fabricar un material sintético capaz de autorregenerarse. La clave reside en el uso de un polímero (fluoruro de vinilideno y de hexafluoropropileno) y de una sal iónica. 
«Espero que el material pueda ser », afirma Wang, que asegura que ya está en conversaciones con algunas compañías para colaborar en su desarrollo. Se trata, además, de un material de muy bajo coste, según el investigador: «Puede ser fácilmente fabricado a gran escala, pero realmente dependerá de las necesidades del mercado. Todavía estamos intentando mejorar sus propiedades mecánicas para que sea capaz de trabajar en duras condiciones». 
Así,, pues otros materiales autorreparables no han respondido bien en esos ambientes. «El agua puede alterar las propiedades mecánicas», dice Wang, que pretende crear un material que tenga aplicaciones en el mundo real, entre los que menciona «el almacenaje de energía, dispositivos electrónicos o los músculos artificiales». 
Robots blandos
Entre los materiales inteligentes con los que trabaja Jonathan Rossiter en el Laboratorio de Robótica de la Universidad de Bristol figuran los materiales autorreparables, que utiliza para desarrollar sus robots blandos. Se trata de una nueva generación de artefactos flexibles de tamaños y usos muy diversos con un aspecto muy distinto al de los robots rígidos tradicionales. «. Puedes construir máquinas a partir de estas estructuras blandas, combinarlas de muchas formas y ponerlas en cualquier lugar: para fines agrícolas, en los hogares, dentro del cuerpo, dentro de la ropa o en el entorno, por ejemplo, en el océano para limpiar petróleo procedente de un vertido, plásticos o algas», explica Rossiter durante una entrevista con EL MUNDO. 
¿Cómo deben ser los materiales que necesita para crearlos? «Además de que sean autorreparables, queremos que conduzcan la electricidad, que sean biodegradables para que no generen residuos cuando dejen de ser útiles, baratos, fáciles de fabricar y seguros para el cuerpo humano», enumera Rossiter. 

Proceso de reparación de un fragmento del material desarrollado en la Universidad de Alicante tras ser cortado en dos. JOSÉ MIGUEL MARTÍN MARTÍNEZ 

 La fabricación de es una de las aplicaciones que tiene en mente José Miguel Martín Martínez para el material autorreparable que ha desarrollado su equipo del Laboratorio de Adhesión y Adhesivos de la Universidad de Alicante y que presentó a finales de 2015. Un polímero y que recupera su forma original tras ser deformado. «Si se corta,por completo», asegura en conversación telefónica. 
Este polímero, ya patentado, se ha fabricado con una técnica distinta a la de la universidad californiana, pues se repara mediante un proceso físico:«No intervienen enlaces químicos y el proceso se puede repetir tanta veces como haga falta», dice Martín. 
El material«Estábamos investigando materiales para recubrir internamente tuberías que transportan petróleo y queríamos desarrollar un material resistente al ataque del crudo que fuera barato porque estas tuberías tienen un metro y medio de diámetro. Los científicos José Antonio Jofre y Andrés Yañez observaron que los residuos que les quedaban al hacer algunas pruebas aparecían unidos al día siguiente». 
Además de la aplicación médica para fabricar prótesis, Martín espera que su material se emplee en electrónica (para las pantallas de móviles) y en el sector de las telecomunicaciones y la energía para aprovechar que resiste al agua. 

SUSTANCIAS CAPACES DE AUTODESTRUIRSE PARA GENERAR MENOS RESIDUOS

A medida que aumenta la población mundial, la acumulación de residuos se está convirtiendo en un grave problema que causa un impacto ambiental y en la salud. Por ello, uno de los objetivos de los científicos es desarrollar materiales capaces de desintegrarse cuando dejen de ser utilizados. «Un material que se autorrepara también puede ser programado para que se autodestruya», afirma José Miguel Martín Martínez, catedrático de Química Inorgánica de la Universidad de Alicante. De momento, no existe un material que reúna todas estas características, aunque lograr que sean biodegradables es uno de los objetivos de los científicos que desarrollan materiales que se autorreparan. Estas sustancias podrían desintegrarse de diversas formas, por ejemplo, usando calor, agua, ondas o bacterias. 

Actividades:

a) Lee atentamente el artículo y anota las palabras que no conozcas su significado.

b) ¿Conocías la existencia de materiales como los que comenta el artículo?

c) ¿Qué te ha llamado la atención de este artículo?

d) ¿Te has parado a pensar cuantas cosas aporta la ciencia a la sociedad?

e) ¿Se te ocurren otras utilidades de este descubrimiento además de las mencionadas en el artículo?

d) Realiza una puesta en común con tus compañeros y anota las conclusiones.

e) Realiza, en grupo, un poster para comunicar al resto de compañeros del I.E.S. Las conclusiones.