Materiais de autocura são substâncias artificiais ou criadas sinteticamente que têm a capacidade embutida de reparar automaticamente os danos a si mesmos, sem qualquer diagnóstico externo do problema ou intervenção humana.
Os materiais de autocura reparam e restauram sua funcionalidade de maneira autonômica (ou seja, automática sem intervenção humana). Eles são desencadeados por um estímulo ambiental, como uma alteração no pH, na luz UV ou, na maioria das vezes, por danos mecânicos como uma rachadura.
Materiais de autocura são inspirado em sistemas biológicos.
Na natureza, o dano a um organismo provoca uma resposta de cura. Esse conceito aplicado ao design de material sintético proporcionou o desenvolvimento dos polímeros de autocura.
Cápsulas minúsculas contendo um agente de cura são incorporadas no polímero. Quando o material é danificado, as cápsulas se rompem e liberam o agente de cura, que repara as rachaduras.
Uma nova geração de materiais “bioinspirados”, capazes de curar repetidamente e autonomamente os danos por trincas através da incorporação de redes microvasculares incorporadas. A entrega de agentes de cura a uma região danificada por meio dessa rede microvascular pode superar uma limitação significativa de materiais de autocura com base em microencapsulação relatados anteriormente.
Imagine materiais poliméricos que podem se curar quando danificados ou mudar de cor quando estão sob estresse. Ou géis de polímero que podem imitar a coagulação do sangue para proteger e regenerar as redes vasculares danificadas.
Nada dura para sempre.
A nossa experiência e a ciência já entenderam que nada dura para sempre, embora alguns materiais naturais (como pedra) certamente façam o melhor.
Os materiais que usamos todos os dias geralmente param de funcionar por três razões diferentes:
Envelhecimento: a maioria dos materiais se deteriora gradualmente, às vezes por um período muito longo (a madeira apodrece eventualmente quando microorganismos ou insetos o consomem, e até o plástico se decompõe após algumas centenas de anos ou mais cedo com a ajuda do calor e da luz).
Desgaste: a maioria dos materiais se desgasta gradualmente através do uso constante (o atrito é um dos maiores culpados; os materiais que são movidos repetidamente para frente e para trás quebram pela fadiga).
Defeitos: alguns materiais quebram repentinamente e inesperadamente quando forças aplicadas (tensões e deformações) fazem fraturas internas (geralmente pequenas rachaduras ou outros defeitos internos) se espalharem rapidamente.
Para um cientista de materiais, o problema de falha espontânea, é o mais perigoso e o mais difícil de resolver. Com inspeção e manutenção regulares, é fácil detectar madeira podre ou ferro enferrujado; é muito mais difícil notar rachaduras na linha do cabelo escondidas em componentes cruciais, elas mesmas enterradas no fundo de motores quentes girando em alta velocidade. Tecnologias como testes não destrutivos (incluindo a ultra-sonografia) facilitam a localização de possíveis problemas durante as inspeções de rotina, mas não são muito úteis se ocorrerem falhas enquanto os materiais estiverem realmente em uso.
O que realmente precisamos são de materiais artificiais que se comportem como o corpo humano: sentindo um fracasso, impedindo-o de piorar e depois reparando-o o mais rápido possível, sozinhos. Esse é o conceito básico do material de “autocura”, que definiremos como uma substância artificial (sintética) que se repara automaticamente sem qualquer diagnóstico explícito do problema ou intervenção de um ser humano.
Materiais auto reparáveis estão prontos para uso.
Não é difícil imaginar todos os tipos de aplicações para materiais de autocura, de pontes e edifícios que reparam suas próprias fissuras a pára-lamas de carros feitos de polímeros com memória de forma que se flexionam automaticamente após colisões em baixa velocidade.
Os primeiros materiais de autocura que provavelmente veremos na produção em massa serão tintas e revestimentos que podem sobreviver melhor ao clima e a outros tipos de desgaste da superfície.
Serão dias onde a pintura de um carro sela automaticamente arranhões e provavelmente materiais de auto-reparo mais avançados sejam seguidos, incluindo itens como vedantes de auto-reparo e juntas para tubulações.
Um dia, podemos até ter peças de reposição para o corpo humano que possam curar a si mesmas e seus equivalentes naturais. Nesse ponto, a ciência da autocura realmente terá um ciclo completo.
