En la BUAP diseñan recubrimiento híbrido para aumentar la resistencia de los materiales.

Se trata de un compuesto anticorrosivo elaborado a partir de la combinación de polímeros y cerámicos a nivel molecular

BUAP. 2 de agosto de 2016.- Investigadores de la BUAP desarrollan recubrimientos capaces de aumentar la resistencia a la corrosión y desgaste por abrasión, de materiales como el acero, plástico y vidrio, para incrementar su tiempo de vida en las aplicaciones industriales.

En este proceso han trabajado con diferentes partículas modificadas químicamente, como el óxido de silicio, óxido de titanio, grafeno y arcillas, a un nivel nanométrico, lo cual permite manipular sus componentes a través de diferentes técnicas, como la de sol gel, para crear una sustancia que pueda combinarse y adherirse a los materiales sin problema.

“A nivel molecular combinamos las propiedades de ciertos polímeros como resinas epóxicas y acrílicas,  junto con las de materiales cerámicos, para obtener un tercer compuesto que tiene las características de ambos, con un mejor desempeño al momento de su aplicación”, explicó Efraín Rubio Rosas, coordinador del Área de Investigación Aplicada del Centro Universitario de Vinculación y Transferencia de Tecnología (CUVyTT), de la Dirección de Innovación y Transferencia de Conocimiento (DITCo) de la BUAP.

La solución que se obtiene es muy parecida a la pintura industrial, de modo que puede ser aplicada en la superficie de los materiales mediante una brocha, por atomización o por inmersión.

“Preparamos de forma aislada los polímeros y los cerámicos, a estos últimos les agregamos diversos aditivos para que sean compatibles, posteriormente los mezclamos para conseguir una reacción química que logre enlazar sus moléculas y producir un material con alta transparencia óptica”, informó Jenaro Varela Caselis, académico encargado del Laboratorio de Espectroscopía y Análisis Térmicos del CUVyTT.

Una vez que el recubrimiento es aplicado sobre los metales, realizan una serie de pruebas de caracterización, como la microscopía electrónica de barrido, para observar la morfología del recubrimiento, así como técnicas de espectroscopía de impedancia electroquímica y ruido electroquímico, para valorar el potencial anticorrosivo del recubrimiento.

 “Tomamos una muestra del metal al cual ya se le aplicó el recubrimiento y hacemos una inmersión sobre un electrolito. Cada determinado tiempo se valora el estado del recubrimiento, para comprobar si aparecen puntos de corrosión, y realizamos las mediciones electroquímicas correspondientes”, refirió.

El académico, quien es doctor en Ingeniería por la UNAM y nivel I del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), indicó que dentro de este proceso hicieron comparaciones del recubrimiento híbrido con uno convencional y los resultados demostraron que el compuesto que ellos diseñaron tiene un mejor desempeño anticorrosivo.

“Evaluamos una serie de parámetros que nos indican si los recubrimientos cuentan con una adecuada resistencia o si ya están muy desgastados. Con base en esta información podemos determinar cuál recubrimiento es más efectivo ante ambientes corrosivos”, dijo. 

 Los investigadores llevaron además a cabo otras pruebas para comprobar el nivel de adhesión del sustrato metálico y un análisis termogravimétrico para verificar la estabilidad de la síntesis elaborada.

Por su parte, Efraín Rubio Rosas, doctor en Ingeniería por la Universidad Autónoma de Querétaro y nivel II del SNI, afirmó que este tipo de recubrimientos híbridos pueden tener otros usos, como hacer una deposición superficial en la última capa de pintura de los automóviles, para que sean más resistentes al rayado y que conserven su brillo durante más tiempo.

De igual forma, dijo, “estas placas protectoras permiten conservar la transparencia de ciertos materiales, como plásticos y vidrios, y los hacen más resistentes. Un ejemplo de esto son los lentes de contacto que en muchas ocasiones se rayan por el simple hecho de tocarlos con los dedos, situación que se reduciría al aplicarles el recubrimiento”.

Los investigadores continúan trabajando para mejorar las propiedades de los recubrimientos e incorporar otras funciones, como una interacción hidrofóbica. Es decir, que al aplicarse en el parabrisas de un auto evitaría que las gotas de agua se impregnen en el vidrio; por ejemplo, en caso que haya neblina.  

Asimismo, se plantea la posibilidad de que los recubrimientos tengan una conducción eléctrica, mediante la manipulación del grafeno, e incluso que estas soluciones sean autorreparables, de tal manera que al presentar el material un punto de corrosión o fractura, el recubrimiento tenga la capacidad de restaurarlo por sí solo.

Estos recubrimientos inteligentes funcionan a través de nanocápsulas, que en su interior cuentan con aditivos y al momento de presentarse una fractura en el material se liberan y reaccionan para reparar el mismo recubrimiento.

Este proyecto cuenta con la solicitud de registro de dos patentes, ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial, una para el uso del recubrimiento en plásticos: “Recubrimiento a base de resina epóxica y sílice para la protección de sustratos de polimetilmetacrilato”; y otra para su aplicación en metales: “Recubrimiento anticorrosivo de alto desempeño para sustratos susceptibles a la corrosión”, con el número de registro MX/a/2014/010294.