L’Università di Waseda ha sviluppato un metodo che produce film autoriparanti multistrato con una maggiore durata rispetto ai materiali convenzionali per rivestimenti e componenti elettronici flessibili.
I ricercatori della Waseda University hanno sviluppato un metodo efficiente per preparare film autoriparanti costituiti da strati alternati di organosilossano altamente reticolato e polidimetilsilossano lineare (PDMS) per rivestimenti protettivi e componenti elettronici flessibili.
I rivestimenti autoriparanti sono materiali avanzati in grado di riparare autonomamente danni, come graffi e crepe. La pellicola sviluppata dai ricercatori giapponesi è più resistente dei materiali PDMS autoriparanti convenzionali e offre una durezza superiore e una maggiore stabilità termica; inoltre funziona a temperature miti, aprendo la strada a materiali autoriparanti più resistenti, affidabili e di più facile manutenzione.
Per migliorare le proprietà dei materiali a base di PDMS, questi sono stati combinati con cariche inorganiche come nanoparticelle o nanosfoglie. In generale, l’introduzione di nanosfoglie nei polimeri porta alla formazione di una struttura stratificata che presenta proprietà termiche, meccaniche e di barriera ai gas superiori. Infine, la diffusione del polimero concentrata nella direzione del piano produce una migliore capacità di riparazione delle crepe dei film orientati.
I ricercatori dell’Università Waseda, in Giappone, hanno sviluppato un metodo più efficiente per la fabbricazione di film multistrato materiali silossanici autoriparanti. Il team ha prodotto un film composito composto da organosiloxane altamente reticolate (silsesquiossano) e strati di PDMS innestati utilizzando un processo di autoassemblaggio.
“La sostituzione dei materiali tradizionali con il nostro materiale autoriparante, meno soggetto a deterioramento e con elevata durezza, sarebbe molto richiesta per applicazioni durevoli e che non richiedono manutenzione” afferma Miyamoto, autore principale dello studio.
Proprietà superiori rispetto ai materiali tradizionali
Il film prodotto dai ricercatori giapponesi ha mostrato proprietà superiori rispetto ai materiali convenzionali a base di PDMS. Gli strati di organosilossano reticolato hanno fornito maggiore rigidità e hanno funzionato da barriera contro la volatilizzazione dei silossani ciclici, superando i limiti dei materiali PDMS tradizionali. Mentre gli elastomeri PDMS autoriparanti convenzionali hanno una durezza di 49 MPa, il film autoriparante finale ha mostrato una durezza di 1,50 GPa.
“Questo innovativo design multistrato consente al nostro materiale di essere più duro e più resistente al calore rispetto ai materiali autoriparanti a base di silossano esistenti, aprendo la strada ad applicazioni più durevoli e affidabili” afferma Miyamoto.
Grazie alla sua elevata durezza e alle proprietà autoriparanti, questo materiale è ideale per rivestimenti protettivi, componenti elettronici flessibili e altre applicazioni che richiedono prestazioni di lunga durata.
