¡Eureka!

El material autorreparable desarrollado en Alicante

polimerico

Por Christian González

Alexander Fleming investigaba la gripe en 1928 cuando olvidó unas placas de petri en su laboratorio. Cuando volvió a encontrarlas se percató de que una de esas placas se había contaminado con moho y en lugar de tirarla decidió analizarla. Ese gesto dio lugar al descubrimiento de la penicilina. La casualidad ha propiciado un importante número de descubrimientos científicos a lo largo de la historia.

Hace unos meses, los investigadores de la Universidad de Alicante José Antonio Jofrei y Andrés Llañez trabajaban desarrollando un material por encargo de una empresa multinacional al Laboratorio de Adhesión y Adhesivos cuando, también por casualidad, se fijaron en las piezas rotas y descartadas destinadas a reciclaje. Para su sorpresa se habían vuelto a unir.

A partir de ahí, y tras varias investigaciones y mejoras, han formulado y patentado un nuevo material polimérico capaz de autorrepararse. Si se corta con una tijera por la mitad y se pone en contacto de nuevo, tras 10 o 15 segundos, el nuevo material se une mediar ningún otro producto aditivo o ser objeto de estimulación externa como calor. Así una pieza fabricada con esta formulación se arreglaría por sí sola recuperando sus propiedades sin necesidad de actuar sobre ella. Los investigadores señalan que podría aplicarse en campos como la medicina, la cosmética, la industria aeroespacial y la automoción.

El catedrático de química inorgánica, José Miguel Martín, responsable del desarrollo de este material, junto a Jofrei y Llañez, responde a las preguntas de Eureka:

¿En qué consiste este avance? ¿Cómo funciona?

Lo que realmente es innovador no es el hecho de haber conseguido un material polimérico autorreparable ya que existen tanto en la literatura científica como de patentes otros materiales de este tipo. Lo que es innovador de nuestro desarrollo es que en la reparación sólo median fuerzas de tipo físico.

Cuando un material se repara por métodos químicos, en el punto de reparación lo que sucede es una reacción de átomos que va a dar lugar en esa zona a una estructura cuya composición es diferente a la del resto. En nuestro caso lo que sucede es que las cadenas químicas, que son de pesos moleculares bastante grandes, vuelven a unirse sin cambiar su estructura.

Si nos imaginamos que un polímero fuera un plato de espaguetis, y le hiciéramos un corte por la mitad, lo que hemos conseguido es que al unirlos de nuevo cada trozo de espagueti reconozca al trozo de espagueti al que pertenecía originalmente y vuelva a unirse, con lo que no hay ningún cambio en su estructura. Es decir, el plato de espaguetis tendría el mismo aspecto antes que después de la reparación.

Digamos que la diferencia está en que, en nuestro caso, las uniones se producen por interacciones moleculares, que son mucho menos fuertes que las químicas. De este modo, conseguir un enlace físico que alcance las propiedades mecánicas suficientes para resistir sobre todo esfuerzos de tracción, en un tiempo muy corto, implica conseguir que se formen muchos enlaces físicos a la vez, y eso es lo realmente innovador de nuestra tecnología.

¿Un objeto fabricado con este material puede volver a unirse varias veces? ¿La unión tiene la misma resistencia que antes de la separación?

Cuando hacemos un corte por la mitad, a los 30 segundos aproximadamente ya tiene una resistencia bastante buena a la tracción. A la torsión ya es una resistencia más reducida. Sin embargo, el material recupera completamente sus propiedades tras 24 horas. Con el tiempo se van formando más uniones y enlaces. Pero realmente el material llega a recuperar prácticamente el 100% de sus propiedades mecánicas en 24 horas.

De todas formas el experimento que nosotros hacemos está sobredimensionado, en el sentido de que habitualmente en ninguna aplicación de las que planteamos el material se va a cortar por la mitad.  Lo habitual será que una pieza hecha con nuestro material se exponga a una raya o una fisura.

¿Qué aplicaciones creen que podrá tener?

Un campo muy interesante sería el del neumático. Aplicado en el interior de las ruedas lograría que ante un pinchazo no perdiera sus características. En la construcción, por ejemplo, permitiría realizar uniones en juntas en las que cuando aparecieran grietas, el material volviera a recuperar sus propiedades sin necesidad de cambiarlo. Otra de las ideas es hacer pantallas de dispositivos móviles y carcasas de protección con este material.

En el campo de la medicina creemos que es muy interesante por esa propiedad que sí que es única de que mantenga la autorreparación en el seno de un medio líquido. De este modo, sería útil en todo lo que serían materiales hechos con un elastómero: catéteres, corazones artificiales... e incluso pensamos que hasta en las cubiertas de las prótesis de mama y de las prótesis de glúteos podría utilizarse.

Ya ha habido un número importante de empresas que se han interesado y estamos recibiendo muchas ideas.

 

¿Cómo se va a llevar a cabo el desarrollo a nivel comercial?

Yo estoy intentando crear un centro en la propia Universidad de Alicante, dedicado exclusivamente a desarrollar aplicaciones específicas del material. Estas aplicaciones tendrían respaldo por supuesto industrial, que son los que financiarían ese desarrollo. La universidad aún no me ha dicho ni sí ni no...

Si finalmente a la Universidad de Alicante no le interesara, la idea sería crear ese centro fuera. Inicialmente estoy pensando en instituciones públicas y si no la idea sería crear una spin-off . Y si las cosas no fuesen bien, al final tendríamos que buscar capital en el extranjero, que no es lo que más nos gustaría... Pero vamos, yo confío en que mi universidad sea capaz de poder ver la oportunidad que supone esto.

¿En qué fase se encuentra? ¿Cuándo se podrá comercializar?

La patente la hemos presentado en el mes de junio por lo que hasta dentro de un año o 18 meses no será evaluada y ahí es donde habría una propiedad industrial. Ahora el material lo tenemos desarrollado pero nos queda estudiarlo mucho más.

El material está, vamos a decir, en pañales. Simplemente hemos descubierto una propiedad y un diseño del material que es diferenciador con respecto a lo que existe actualmente. Y tenemos una fe extraordinaria en las muchas aplicaciones que puede tener.

Usted ha sido premiado en EEUU por la sociedad Americana de Adhesivos y conoce cómo funciona en ese país la investigación científica  ¿Es más difícil desarrollar un descubrimiento por el hecho de hacerlo en España?

Bastante más. Bastante más. Sí. Las diferencias están en que en EEUU en una universidad pública inmediatamente el decano o el vicerrector sería el que propondría al investigador el desarrollar esto y además la universidad le pondría el dinero. En España hay que pelearse para convencer a las autoridades, a los decanos, vicerrectores… Aquí en España está todo tan burocratizado que el planteamiento es que, como no hay una estructura creada para hacer centros que no sean departamentos o que no sea institutos, primero hay que crear una norma para que esto salga adelante, con lo que hablaríamos de un año o dos años, y eso si sale adelante. Y a partir de ahí empezar a pensarlo...

¿Qué cree que podría mejorar en España para que proyectos como el suyo salieran adelante?

Es algo que ya hemos comentado muchas veces los investigadores. Desde hace tres años toda la financiación de mi laboratorio viene de empresas privadas. No tengo ni un sólo proyecto público. Porque para pedir un proyecto público necesito unirme a cuatro o cinco catedráticos, para solicitar una convocatoria que sale anualmente en el Ministerio de Economía y Competitividad, donde con suerte me pueden llegar a dar un coste, de 100.000 euros para un proyecto de cuatro años...

Hay varios factores... Primero, en España, el presupuesto de investigación cada vez es más bajo. Segundo, el presupuesto de investigación que no es de Defensa es mínimo. Y tercero, hay muchos grupos como el mío que son excelentes pero que no tienen esa suerte de que las empresas les conozcan y les financien y realmente están limitados porque no tienen recursos. Aquí lo que hay que decir a los gestores de la investigación es que si se quiere apostar realmente por la investigación, que yo creo que es el futuro del desarrollo de los países, hay que encontrar la investigación de verdad.

Y aún teniendo fondos, yo dentro de mi institución estoy maniatado. Los investigadores no nos podemos dedicar a hacer política universitaria. Nuestros rectores y vicerrectores están elegidos por aquellos que hacen política universitaria. Todos estos compañeros míos que se dedican, no tanto a la investigación como a la política universitaria, no consideran la investigación una prioridad, porque no tienen los mismo objetivos.