Investigadores Españoles Revelan El Poder Del CO₂ En Polímeros

Investigadores del Laboratorio CellMat de la Universidad de Valladolid (UVa) han identificado un efecto del dióxido de carbono (CO₂) que puede cambiar la forma de entender las propiedades mecánicas de determinados polímeros nanocelulares. El estudio, realizado en colaboración con investigadores de las universidades de Helsinki y Eindhoven y con el grupo SMAP, ha demostrado que el comportamiento de estos materiales no depende exclusivamente de los poros microscópicos que contienen.

La investigación, publicada recientemente en la revista científica Advanced Materials, se centra en la polieterimida (PEI), un polímero que puede utilizarse para fabricar materiales con estructuras nanocelulares. Hasta ahora, la explicación predominante señalaba que las propiedades mecánicas de estas espumas estaban principalmente relacionadas con sus millones de poros de tamaño microscópico.

El trabajo liderado desde la UVa introduce otro elemento en esa explicación: el propio proceso utilizado para fabricar el material. Los investigadores han comprobado que la exposición al CO₂ durante determinadas condiciones de presión y temperatura modifica de manera duradera el estado interno de la matriz del polímero.

Para estudiar este efecto de forma aislada, el equipo sometió muestras de polieterimida sólida a diferentes cantidades de CO₂, pero sin llegar a realizar posteriormente el proceso de espumado. Después permitió que el gas abandonara completamente el material. Tras 24 horas a temperatura ambiente, comprobaron que el CO₂ había desaparecido y que las muestras no habían desarrollado nanoporos, pero sus propiedades mecánicas sí habían cambiado.

Los resultados muestran que la polieterimida tratada con CO₂ presenta un menor límite elástico y una mayor ductilidad, además de una mejor respuesta frente a los impactos. El efecto se vuelve especialmente significativo cuando la cantidad de dióxido de carbono absorbida supera aproximadamente el 10% del peso del material. En esas condiciones, el polímero necesita menos tensión para comenzar a deformarse y puede soportar una mayor deformación antes de romperse.

Este comportamiento puede resultar relevante para sectores que buscan materiales capaces de absorber energía antes de fracturarse. La Universidad de Valladolid señala específicamente a las industrias automovilística y aeronáutica, donde estas características son de interés para componentes estructurales y de seguridad.

El hallazgo también abre una nueva línea de investigación. El equipo ya estudia si el efecto observado puede reproducirse en otros polímeros amorfos de uso más habitual, como el polimetilmetacrilato (PMMA). Los primeros resultados apuntan a que el fenómeno podría extenderse a otros materiales, aunque la investigación continúa para confirmar su alcance.

El estudio plantea así que el CO₂ utilizado durante la fabricación no cumple únicamente una función temporal para generar los nanoporos, sino que también puede modificar las propiedades internas del polímero incluso después de que el gas haya desaparecido.