Material autocurativo

Animación 1. Medición 3D de material autocurativo de Tosoh Corporation medido por microscopía holográfica digital. La superficie ha sido rayada con una herramienta metálica.

Animación 2. Sección de material autocurativo que se recupera de un rasguño

Materiales de autocuración son artificiales o sintéticos creados por sustancias que tienen la capacidad integrada de forma automática reparar los daños a sí mismos sin ningún diagnóstico externo del problema o la intervención humana. Generalmente, los materiales se degradarán con el tiempo debido a la fatiga , las condiciones ambientales o los daños ocasionados durante la operación. Se ha demostrado que las grietas y otros tipos de daños a nivel microscópico cambian las propiedades térmicas , eléctricas y acústicas de los materiales, y la propagación de las grietas puede provocar eventuales fallas.del material. En general, las grietas son difíciles de detectar en una etapa temprana y se requiere la intervención manual para las inspecciones y reparaciones periódicas. Por el contrario, los materiales autocurativos contrarrestan la degradación mediante el inicio de un mecanismo de reparación que responde al microdaño. ^{[1] : 1–2} Algunos materiales autorreparables se clasifican como estructuras inteligentes y pueden adaptarse a diversas condiciones ambientales de acuerdo con sus propiedades de detección y actuación. ^{[1] : 145}

Aunque los tipos más comunes de materiales autorreparables son polímeros o elastómeros , el autorreparador cubre todas las clases de materiales, incluidos metales , cerámicas y materiales cementosos . Los mecanismos de curación varían desde una reparación intrínseca del material hasta la adición de un agente de reparación contenido en un vaso microscópico. Para que un material se defina estrictamente como autocurativo autónomo, es necesario que el proceso de curación ocurra sin intervención humana. Sin embargo, los polímeros autorreparables pueden activarse en respuesta a un estímulo externo (luz, cambio de temperatura, etc.) para iniciar los procesos de curación.

Un material que pueda corregir intrínsecamente el daño causado por el uso normal podría prevenir los costos incurridos por fallas del material y reducir los costos de varios procesos industriales diferentes a través de una mayor vida útil de las piezas y la reducción de la ineficiencia causada por la degradación con el tiempo. ^[2]

Historia

Hormigón romano

Los antiguos romanos usaban una forma de mortero de cal que se ha descubierto que tiene propiedades autocurativas. ^[3] En 2014, la geóloga Marie Jackson y sus colegas habían recreado el tipo de mortero utilizado en el mercado de Trajano y otras estructuras romanas como el Panteón y el Coliseo y estudiaron su respuesta al agrietamiento. ^[4] Los romanos mezclaron un tipo particular de ceniza volcánica llamada Pozzolane Rosse , del volcán Alban Hills , con cal viva y agua . Lo usaron para unir trozos de toba del tamaño de un decímetro, un agregado de roca volcánica. ^[3] Como resultado de la actividad puzolánica mientras el material se curaba, la cal interactuó con otros químicos en la mezcla y fue reemplazada por cristales de un mineral de aluminosilicato de calcio llamado Strätlingita . Los cristales de esträtlingita en placas crecen en la matriz cementosa del material, incluidas las zonas interfaciales donde tenderían a desarrollarse grietas. Esta formación de cristales en curso mantiene unidos el mortero y el agregado grueso, contrarrestando la formación de grietas y dando como resultado un material que ha durado 1.900 años. ^{[5] [6]}

Ciencia de los materiales

Los procesos relacionados en el hormigón se han estudiado microscópicamente desde el siglo XIX.

Los materiales de autocuración solo surgieron como un campo de estudio ampliamente reconocido en el siglo XXI. La primera conferencia internacional sobre materiales autorreparables se celebró en 2007. ^[7] El campo de los materiales autorreparables está relacionado con los materiales biomiméticos , así como con otros materiales y superficies novedosos con la capacidad incorporada de autoorganización, como el Materiales autolubricantes y autolimpiantes . ^[8]

Biomimética

Las plantas y los animales tienen la capacidad de sellar y curar heridas. En todas las plantas y animales examinados, en primer lugar se puede identificar una fase de autocierre y en segundo lugar una fase de autocuración. En las plantas, el autosellado rápido evita que las plantas se sequen y se infecten por gérmenes patógenos. Esto da tiempo para la subsiguiente autocuración de la lesión que, además del cierre de la herida, también da como resultado la restauración (parcialmente) de las propiedades mecánicas del órgano de la planta. Sobre la base de una variedad de procesos de autocuración y autosellado en plantas, se transfirieron diferentes principios funcionales a materiales de autorreparación bioinspirados. ^{[9] [10] [11]}El vínculo de conexión entre el modelo biológico y la aplicación técnica es una abstracción que describe el principio funcional subyacente del modelo biológico, que puede ser, por ejemplo, un modelo analítico ^[12] o un modelo numérico. En los casos en los que intervienen principalmente procesos físico-químicos, una transferencia es especialmente prometedora. Existe evidencia en la literatura académica ^[13] de que estos enfoques de diseño biomimético se utilizan en el desarrollo de sistemas de autocuración para compuestos poliméricos. ^[14] La estructura DIW de arriba se puede utilizar para imitar esencialmente la estructura de la piel. Toohey y col. Hizo esto con un sustrato epoxi que contiene una rejilla de microcanales que contienendiciclopentadieno (DCPD) e incorporó el catalizador de Grubbs a la superficie. Esto mostró una recuperación parcial de la tenacidad después de la fractura y podría repetirse varias veces debido a la capacidad de reponer los canales después de su uso. El proceso no es repetible para siempre, porque el polímero en el plano de la grieta de curaciones anteriores se acumularía con el tiempo. ^[15] Inspirado por los rápidos procesos de autosellado en la liana Aristolochia macrophylla y especies relacionadas (pipevines), se desarrolló un recubrimiento biomimético de espuma de poliuretano para estructuras neumáticas. ^[16] Con respecto al bajo peso del revestimiento y al grosor de la capa de espuma, se han obtenido eficiencias máximas de reparación del 99,9% y más. ^{[17] [18][19]} Otros modelos a seguir son las plantas que llevan látex como el higo llorón (Ficus benjamina), el árbol del caucho (Hevea brasiliensis) y las espolones (Euphorbia spp.), En las que la coagulación del látex interviene en el sellado de las lesiones. ^{[20] [21] [22]} Se desarrollaron diferentes estrategias de autosellado para materiales elastoméricos que muestran una restauración mecánica significativa después de una lesión macroscópica. ^{[23] [24]}

Polímeros y elastómeros autorreparables

En el último siglo, los polímeros se convirtieron en un material base en la vida cotidiana de productos como plásticos, cauchos, películas, fibras o pinturas. Esta enorme demanda ha obligado a extender su confiabilidad y vida útil máxima, y ​​una nueva clase de diseño de materiales poliméricos que son capaces de restaurar su funcionalidad después de que se previó el daño o la fatiga. Estos materiales poliméricos se pueden dividir en dos grupos diferentes según el enfoque del mecanismo de autocuración: intrínseco o extrínseco. ^{[25] [26]} Polímeros autocurativos autónomossiguen un proceso de tres pasos muy similar al de una respuesta biológica. En caso de daño, la primera respuesta es la activación o activación, que ocurre casi inmediatamente después de que se produce el daño. La segunda respuesta es el transporte de materiales a la zona afectada, lo que también ocurre muy rápidamente. La tercera respuesta es el proceso de reparación química. Este proceso difiere según el tipo de mecanismo de curación que esté en su lugar (p. Ej., Polimerización , entrelazamiento, reticulación reversible). Estos materiales se pueden clasificar de acuerdo con tres mecanismos (basados ​​en cápsulas, basados ​​en vasos e intrínsecos), que pueden correlacionarse cronológicamente a lo largo de cuatro generaciones. ^[27] Si bien son similares en algunos aspectos, estos mecanismos difieren en las formas en que la respuesta se oculta o se previene hasta que se produce un daño real.

Desglose del polímero

Desde una perspectiva molecular, los polímeros tradicionales ceden al estrés mecánico a través de la escisión de enlaces sigma . ^[28] Mientras que los polímeros más nuevos pueden ceder de otras formas, los polímeros tradicionales típicamente ceden a través de la escisión de enlaces homolíticos o heterolíticos . Los factores que determinan cómo cederá un polímero incluyen: tipo de estrés, propiedades químicas inherentes al polímero, nivel y tipo de solvatación y temperatura. ^[28] Desde una perspectiva macromolecular , el daño inducido por estrés a nivel molecular conduce a daños a mayor escala llamados microfisuras. ^[29]Se forma una microfisura donde las cadenas de polímero vecinas se han dañado en las proximidades, lo que finalmente conduce al debilitamiento de la fibra en su conjunto. ^[29]

Escisión del enlace homolítico

Esquema 1. Escisión homolítica de poli (metacrilato de metilo) (PMMA).

Se ha observado que los polímeros experimentan escisión de enlaces homolíticos mediante el uso de indicadores de radicales como DPPH (2,2-difenil-1-picrilhidrazilo) y PMNB (pentametilnitrosobenceno). Cuando un enlace se escinde homolíticamente, se forman dos especies de radicales que pueden recombinarse para reparar el daño o puede iniciar otras escisiones homolíticas que, a su vez, pueden provocar más daño. ^[28]

Escisión del enlace heterolítico

Esquema 2. Escisión heterolítica de polietilenglicol .

También se ha observado que los polímeros experimentan escisión de enlaces heterolíticos a través de experimentos de marcaje de isótopos. Cuando un enlace se escinde heterolíticamente, se forman especies catiónicas y aniónicas que, a su vez, pueden recombinarse para reparar el daño, pueden apagarse con un disolvente o pueden reaccionar destructivamente con polímeros cercanos. ^[28]

Escisión de enlace reversible

Ciertos polímeros ceden a la tensión mecánica de una manera atípica y reversible. ^[30] Los polímeros basados ​​en Diels-Alder se someten a una cicloadición reversible , donde la tensión mecánica escinde dos enlaces sigma en una reacción retro Diels-Alder . Esta tensión da como resultado electrones con enlaces pi adicionales en contraposición a restos radicales o cargados. ^[2]

Desglose supramolecular

Los polímeros supramoleculares están compuestos por monómeros que interactúan de forma no covalente . ^[31] Las interacciones comunes incluyen enlaces de hidrógeno , ^[32] coordinación de metales y fuerzas de van der Waals . ^[31] La tensión mecánica en los polímeros supramoleculares provoca la ruptura de estas interacciones no covalentes específicas, lo que conduce a la separación de los monómeros y la descomposición del polímero.

Sistemas intrínsecos basados ​​en polímeros

En los sistemas intrínsecos, el material es inherentemente capaz de restaurar su integridad. Si bien los enfoques extrínsecos son generalmente autónomos, los sistemas intrínsecos a menudo requieren un disparador externo para que se produzca la curación (como termomecánicos, eléctricos, fotoestímulos, etc.). Es posible distinguir entre 5 estrategias de autocuración intrínsecas principales. El primero se basa en reacciones reversibles, y el esquema de reacción más utilizado se basa en reacciones de Diels-Alder (DA) y retro-Diels-Alder (rDA). ^[33] Otra estrategia logra la autocuración en matrices termoendurecibles mediante la incorporación de aditivos termoplásticos fundibles. Un disparador de temperatura permite la redispertura de los aditivos termoplásticos en las grietas, dando lugar a un enclavamiento mecánico. ^[34]Los entrelazamientos de polímeros basados ​​en enlaces dinámicos supramoleculares o ionómeros representan un tercer y cuarto esquema. Las interacciones supramoleculares y los grupos ionoméricos involucrados son generalmente reversibles y actúan como enlaces cruzados reversibles, por lo que pueden equipar a los polímeros con capacidad de autocuración. ^{[35] [36]} Finalmente, un método alternativo para lograr la autocuración intrínseca se basa en la difusión molecular. ^[37]

Polímeros reversibles basados ​​en enlaces

Los sistemas reversibles son sistemas poliméricos que pueden volver al estado inicial ya sea monomérico , oligomérico o no reticulado. Dado que el polímero es estable en condiciones normales, el proceso reversible generalmente requiere un estímulo externo para que ocurra. Para un polímero curativo reversible, si el material se daña por medios como el calentamiento y vuelve a sus componentes, se puede reparar o "curar" a su forma polimérica aplicando la condición original utilizada para polimerizarlo.

Sistemas de polímeros basados ​​en la formación y rotura de enlaces covalentes

Diels-Alder y retro-Diels-Alder

Entre los ejemplos de polímeros curativos reversibles, la reacción de Diels-Alder (DA) y su análogo retro -Diels-Alder (RDA) parece ser muy prometedora debido a su reversibilidad térmica. En general, el monómero que contiene los grupos funcionales como furano o maleimida forma dos enlaces carbono-carbono de una manera específica y construye el polímero a través de la reacción DA. Este polímero, al calentarse, se descompone en sus unidades monoméricas originales mediante la reacción RDA y luego reforma el polímero al enfriarse o mediante cualquier otra condición que se utilizó inicialmente para fabricar el polímero. Durante las últimas décadas, dos tipos de polímeros reversiblesSe han estudiado: (i) polímeros en los que los grupos colgantes, como los grupos furano o maleimida , se reticulan mediante sucesivas reacciones de acoplamiento de DA; (ii) polímeros en los que los monómeros multifuncionales se unen entre sí a través de sucesivas reacciones de acoplamiento de DA. ^[30]

Polímeros reticulados

En este tipo de polímero , el polímero se forma a través de la reticulación de los grupos colgantes de los termoplásticos lineales . Por ejemplo, Saegusa et al. han mostrado la reticulación reversible de poli ( N -acetiletileniminas) modificadas que contienen restos colgantes de maleimida o furancarbonilo. La reacción se muestra en el Esquema 3. Se mezclaron los dos polímeros complementarios para hacer un material altamente reticulado mediante la reacción DA de unidades de furano y maleimida a temperatura ambiente, como polímero reticulado. es más estable termodinámicamente que los materiales de partida individuales. Sin embargo, al calentar el polímero a 80 ° C durante dos horas en un disolvente polar , se regeneraron dos monómeros mediante la reacción RDA, lo que indica la rotura de los polímeros . ^[38] Esto fue posible porque la energía de calentamiento proporcionó suficiente energía para atravesar la barrera de energía y dio como resultado los dos monómeros . El enfriamiento de los dos monómeros de partida , o el polímero dañado , a temperatura ambiente durante 7 días, curó y reformó el polímero.

Esquema 3. Reticulación de polímero reversible mediante la reacción de cicloadición de Diels-Alder entre furano y maleimida. ^[38]

La reacción reversible DA / RDA no se limita a los polímeros basados ​​en furano-meleimidas como lo demuestra el trabajo de Schiraldi et al. Han demostrado la reticulación reversible de polímeros que llevan un grupo antraceno colgante con maleimidas. Sin embargo, la reacción reversible se produjo solo parcialmente al calentar a 250 ° C debido a la reacción de descomposición competitiva . ^[39]

Polimerización de monómeros multifuncionales

En estos sistemas, la reacción de DA tiene lugar en la propia cadena principal para construir el polímero, no como un enlace. Para la polimerización y procesos de curación de a-paso-crecimiento DA furan - maleimida polímero basado en (3M4F) se demostró sometiéndolo a calentamiento / ciclos de refrigeración. La tris-maleimida (3M) y el tetrafurano (4F) formaron un polímero a través de la reacción de DA y, cuando se calentaron a 120 ° C, se despolimerizaron mediante la reacción de RDA, dando como resultado los materiales de partida. El calentamiento posterior a 90-120 ° C y el enfriamiento a temperatura ambiente curaron el polímero, restaurando parcialmente sus propiedades mecánicas mediante la intervención. ^{[33] [40]} La reacción se muestra en el esquema 4.

Esquema 4. Red polimérica reversible a base de furano-maleimida altamente reticulada. ^[33]

Polímeros basados ​​en tiol

Los polímeros a base de tiol tienen enlaces disulfuro que pueden reticularse reversiblemente mediante oxidación y reducción . En condiciones reductoras, los puentes disulfuro (SS) en el polímero se rompen y dan como resultado monómeros, sin embargo, en condiciones oxidantes, los tioles (SH) de cada monómero forman el enlace disulfuro , reticulando los materiales de partida para formar el polímero. Chujo y col. han mostrado el polímero reticulado reversible a base de tiol usando poli ( N- acetiletilenimina). (Esquema 5) ^[41]

Esquema 5. Reticulación de polímero reversible mediante puentes disulfuro. ^[41]

Poli (urea-uretano)

Una red blanda de poli (urea-uretano) utiliza la reacción de metátesis en disulfuros aromáticos para proporcionar propiedades de autocuración a temperatura ambiente, sin la necesidad de catalizadores externos. Esta reacción química es naturalmente capaz de crear enlaces covalentes a temperatura ambiente, lo que permite que el polímero se cure de forma autónoma sin una fuente externa de energía. Dejado en reposo a temperatura ambiente, el material se recuperó con una eficiencia del 80 por ciento después de solo dos horas y del 97 por ciento después de 24 horas. ^{[ cita requerida ]} En 2014, un elastómero de poliureaSe demostró que el material a base de agua se autocura, se fusiona después de cortarse por la mitad, sin la adición de catalizadores u otros productos químicos. El material también incluye compuestos económicos disponibles comercialmente. Las moléculas de elastómero se modificaron, alargando los enlaces entre ellas. Las moléculas resultantes son más fáciles de separar unas de otras y pueden volver a unirse a temperatura ambiente con casi la misma fuerza. El reboning se puede repetir. Las pinturas elásticas y autocurativas y otros recubrimientos recientemente dieron un paso más hacia el uso común, gracias a una investigación que se está llevando a cabo en la Universidad de Illinois. Los científicos han utilizado componentes "listos para usar" para crear un polímero que se vuelve a fusionar después de cortarse por la mitad, sin la adición de catalizadores u otros productos químicos. ^{[42] [43]}

Sin embargo, los polímeros de urea-uretano tienen temperaturas de transición vítrea por debajo de 273 K, por lo que a temperatura ambiente son geles y su resistencia a la tracción es baja. ^[44] Para optimizar la resistencia a la tracción, la energía de unión reversible, o la longitud del polímero, debe aumentarse para aumentar el grado de enclavamiento covalente o mecánico, respectivamente. Sin embargo, el aumento de la longitud del polímero inhibe la movilidad y, por lo tanto, afecta la capacidad de los polímeros para unirse de manera reversible. Por tanto, en cada longitud de polímero existe una energía de unión reversible óptima. ^[45]

Vitrímeros

Los vitrímeros son un subconjunto de polímeros que cierran la brecha entre los termoplásticos y los termoestables. ^{[46] [47]} Su dependencia del intercambio disociativo y asociativo dentro de redes adaptables covalentes dinámicas permite acceder a una variedad de sistemas químicos que permiten la síntesis de materiales mecánicamente robustos con la capacidad de ser reprocesados ​​muchas veces manteniendo sus propiedades estructurales y resistencia mecánica. ^[48] El aspecto de autocuración de estos materiales se debe al intercambio de enlaces de especies entrecruzadas como respuesta a los estímulos externos aplicados, como el calor. El intercambio disociativo es el proceso mediante el cual los enlaces cruzados se rompen antes de la recombinación de las especies reticulantes, recuperando así la densidad de enlaces cruzados después del intercambio.^{[49] Los} ejemplos de intercambio disociativo incluyen reacciones pericíclicas reversibles, transalquilación nucleofílica y transaminación aminal. El intercambio asociativo implica la reacción de sustitución con una reticulación existente y la retención de reticulaciones durante todo el intercambio. ^[49] Ejemplos de intercambio asociativo incluyen transesterificación, transaminación de uretanos vinílogos, ^[50] y transaminación de dicetonaminas. ^[49]  Se están estudiando vitrímeros que poseen morfología a nanoescala, mediante el uso de vitrímeros de copolímeros de bloque en comparación con los análogos de copolímeros estadísticos, para comprender los efectos del autoensamblaje sobre los tipos de cambio, las propiedades viscoelásticas y la capacidad de reprocesamiento. ^[51]Aparte del reciclaje, los materiales de vitrimer son prometedores para aplicaciones en medicina, por ejemplo bioepoxi autocurable, ^[52] y aplicaciones en pantallas electrónicas autocurables. ^[53] Si bien estos sistemas poliméricos aún están en su infancia, sirven para producir materiales reciclables comercialmente relevantes en el futuro próximo, siempre que se realice más trabajo para adaptar estos sistemas químicos a monómeros y polímeros comercialmente relevantes, así como para desarrollar mejores pruebas y comprensión de las propiedades de los materiales durante la vida útil de estos materiales (es decir, ciclos posteriores al reprocesamiento).

Copolímeros con fuerza de van der Waals

Si la perturbación de las fuerzas de van der Waals sobre el daño mecánico es energéticamente desfavorable, los motivos de copolímeros alternos o aleatorios interdigitados se curarán a sí mismos a un estado energéticamente más favorable sin intervención externa. Este comportamiento de autocuración ocurre dentro de un rango de composición relativamente estrecho que depende de una respuesta viscoelástica que favorece energéticamente la autorrecuperación tras la separación de la cadena, debido a las asociaciones de "llave y cerradura" de las cadenas vecinas. En esencia, las fuerzas de van der Waals estabilizan los copolímeros vecinos, lo que se refleja en valores mejorados de densidad de energía cohesiva (CED). Urbano etc.ilustra cómo las interacciones dipolares inducidas para copolímeros de poli (metacrilato de metilo-alt-ran-n-butil acrilato) (p (MMA-alt-ran-nBA)) alternos o aleatorios debido a las fuerzas direccionales de van der Waals pueden mejorar la CED en equilibrio ( CEDeq) de cadenas de copolímero entrelazadas y una al lado de la otra.

^{[54] [55] [56]}

Sistemas basados ​​en polímeros extrínsecos

En los sistemas extrínsecos, las químicas de curación se separan del polímero circundante en microcápsulas o redes vasculares que, después del daño / agrietamiento del material, liberan su contenido en el plano de la fisura, reaccionando y permitiendo la restauración de las funcionalidades del material. ^[57]Estos sistemas se pueden subdividir en varias categorías. Mientras que los polímeros a base de cápsulas secuestran los agentes de curación en pequeñas cápsulas que solo liberan los agentes si se rompen, los materiales de autocuración vascular secuestran el agente de curación en canales huecos de tipo capilar que pueden interconectarse unidimensionalmente, bidimensionalmente o tridimensionalmente. Después de que uno de estos capilares se dañe, la red puede rellenarse con una fuente externa u otro canal que no haya sufrido daños. Los materiales de autocuración intrínsecos no tienen un agente curativo secuestrado, sino que tienen una función de autocuración latente que se desencadena por el daño o por un estímulo externo. ^[57] Los materiales de autocuración extrínsecos pueden lograr eficiencias de curación superiores al 100% incluso cuando el daño es grande. ^[58]

Curación de microcápsulas

Los sistemas basados ​​en cápsulas tienen en común que los agentes curativos se encapsulan en microestructuras adecuadas que se rompen con la formación de grietas y conducen a un proceso de seguimiento para restaurar las propiedades de los materiales. Si las paredes de la cápsula se crean demasiado gruesas, es posible que no se fracturen cuando se acerque la grieta, pero si son demasiado delgadas, pueden romperse prematuramente. ^[59] Para que este proceso ocurra a temperatura ambiente , y para que los reactivos permanezcan en un estado monomérico dentro de la cápsula, también se incrusta un catalizador en el termoestable. El catalizador reduce la barrera energética de la reacción y permite que el monómero se polimerice sin la adición de calor. Las cápsulas (a menudo hechas decera ) alrededor del monómero y el catalizador son importantes para mantener la separación hasta que la fisura facilite la reacción. ^{[30] [60]} En el sistema de cápsula-catalizador, el agente curativo encapsulado se libera en la matriz del polímero y reacciona con el catalizador, ya presente en la matriz. ^[61] Existen muchos desafíos en el diseño de este tipo de material. Primero, la reactividad del catalizador debe mantenerse incluso después de que esté encerrado en cera. Además, el monómero debe fluir a una velocidad suficiente (tener una viscosidad lo suficientemente baja) para cubrir toda la grieta antes de que se polimerice, o no se alcanzará la capacidad de curación completa. Finalmente, el catalizador debe disolverse rápidamente en el monómero para reaccionar de manera eficiente y evitar que la grieta se extienda más. ^[60]

Esquema 6. ROMP de DCPD a través del catalizador de Grubbs

Este proceso se ha demostrado con diciclopentadieno (DCPD) y catalizador de Grubbs (benciliden-bis (triciclohexilfosfina) diclororutenio). Tanto el catalizador DCPD como el de Grubbs están incrustados en una resina epoxi . El monómero por sí solo es relativamente poco reactivo y no tiene lugar la polimerización . Cuando una microfisura llega tanto a la cápsula que contiene DCPD como al catalizador , el monómero se libera de la microcápsula núcleo-cubierta y entra en contacto con el catalizador expuesto, tras lo cual el monómero sufre una polimerización por metátesis por apertura de anillo (ROMP). ^[60] ElLa reacción de metátesis del monómero implica la ruptura de los dos dobles enlaces en favor de nuevos enlaces. La presencia del catalizador permite reducir la barrera de energía (energía de activación) y la reacción de polimerización puede tener lugar a temperatura ambiente. ^[62] El polímero resultante permite que el material compuesto epoxi recupere el 67% de su resistencia anterior.

El catalizador de Grubbs es una buena opción para este tipo de sistema porque es insensible al aire y al agua, por lo que es lo suficientemente robusto para mantener la reactividad dentro del material. El uso de un catalizador vivo es importante para promover múltiples acciones curativas. ^[63] El mayor inconveniente es el costo. Se demostró que el uso de más catalizador correspondía directamente a un mayor grado de curación. El rutenio es bastante costoso, lo que lo hace poco práctico para aplicaciones comerciales.

Figura 1. Representación de la propagación de grietas a través de material incrustado con microcápsulas. Las microcápsulas de monómero están representadas por círculos rosas y el catalizador está representado por puntos morados.

Por el contrario, en los sistemas de cápsulas múltiples, tanto el catalizador como el agente curativo se encapsulan en cápsulas diferentes. ^[64] En un tercer sistema, llamado funcionalidad latente, se encapsula un agente curativo, que puede reaccionar con el componente polimerizador que está presente en la matriz en forma de funcionalidades reactivas residuales. ^[65] En el último enfoque (separación de fases), el agente curativo o el polimerizador se separan en fases en el material de la matriz. ^[66]

Abordajes vasculares

Las mismas estrategias se pueden aplicar en sistemas vasculares 1D, 2D y 3D. ^{[67] [68] [15]}

Enfoque de tubo hueco

Para el primer método, se incrustan capilares o fibras de vidrio frágiles dentro de un material compuesto . (Nota: esta ya es una práctica comúnmente utilizada para fortalecer materiales. Ver Plástico reforzado con fibra ). ^[69] La red porosa resultante está llena de monómero . Cuando se produce un daño en el material debido al uso regular, los tubos también se agrietan y el monómero se libera en las grietas. Otros tubos que contienen un agente endurecedor también se agrietan y se mezclan con el monómero , lo que hace que la grieta se cure. ^[63] Hay muchas cosas a tener en cuenta al introducir tubos huecos en una estructura cristalina.. Lo primero a considerar es que los canales creados pueden comprometer la capacidad de carga del material debido a la eliminación del material de carga. ^[70] Además, el diámetro del canal, el grado de ramificación, la ubicación de los puntos de ramificación y la orientación del canal son algunas de las principales cosas a considerar al construir microcanales dentro de un material. Los materiales que no necesitan soportar mucha tensión mecánica , pero que desean propiedades de autocuración, pueden introducir más microcanales que los materiales que deben soportar cargas. ^[70] Hay dos tipos de tubos huecos: canales discretos y canales interconectados. ^[70]

Canales discretos

Se pueden construir canales discretos independientemente de la construcción del material y se colocan en una matriz en todo el material. ^[70] Al crear estos microcanales, un factor importante a tener en cuenta es que cuanto más cerca estén los tubos, menor será la resistencia, pero más eficiente será la recuperación. ^[70] Una estructura tipo sándwich es un tipo de canales discretos que consta de tubos en el centro del material y se cura hacia afuera desde el medio. ^[71] La rigidez de las estructuras tipo sándwich es alta, lo que la convierte en una opción atractiva para cámaras presurizadas . ^[71]En la mayor parte de las estructuras tipo sándwich, la resistencia del material se mantiene en comparación con las redes vasculares. Además, el material muestra una recuperación casi completa del daño. ^[71]

Redes interconectadas

Las redes interconectadas son más eficientes que los canales discretos, pero su creación es más difícil y costosa. ^[70] La forma más básica de crear estos canales es aplicar principios básicos de mecanizado para crear ranuras de canal a microescala. Estas técnicas producen canales de 600 a 700 micrómetros. ^[70] Esta técnica funciona muy bien en el plano bidimensional, pero cuando se trata de crear una red tridimensional, son limitadas. ^[70]

Escritura de tinta directa

La técnica Direct Ink Writing (DIW) es una extrusión controlada de tintas viscoelásticas para crear redes tridimensionales interconectadas . ^[70] Funciona colocando primero la tinta orgánica en un patrón definido. Luego, la estructura se infiltra con un material como un epoxi . Luego , este epoxi se solidifica y la tinta se puede aspirar con un pequeño vacío, creando los tubos huecos. ^[70]

Redes de nanotubos de carbono

A través de la disolución de un lineal de polímero dentro de un sólido tridimensional epoxi matriz, de manera que son miscibles entre sí, el polímero lineal se convierte en móvil a una cierta temperatura ^[72] Cuando los nanotubos de carbono también se incorporan en material epoxi, y una corriente directa es correr a través de los tubos, un cambio significativo en la curva de detección indica daño permanente al polímero , por lo que "detecta" una grieta. ^[73] Cuando los nanotubos de carbono detectan una grieta dentro de la estructura , pueden usarse como transportes térmicos para calentar la matriz de modo que los polímeros linealespuede difundirse para rellenar las grietas en la matriz epoxi. Curando así el material. ^[72]

SLIPS

El profesor J. Aizenberg de la Universidad de Harvard sugirió un enfoque diferente, quien sugirió usar superficies porosas con infusión de líquido resbaladizo (SLIPS), un material poroso inspirado en la planta carnívora de jarra y relleno con un líquido lubricante inmiscible con agua y aceite. . ^{[74] Los} SLIPS poseen propiedades autocurativas y autolubricantes, así como fobia al hielo, y se utilizaron con éxito para muchos propósitos.

Costura de hilo de sacrificio

Los hilos orgánicos (como el filamento de polilactida, por ejemplo) se cosen a través de capas laminadas de polímero reforzado con fibra, que luego se hierven y se aspiran del material después del curado del polímero, dejando canales vacíos que se pueden llenar con agentes curativos. ^[75]

Compuestos poliméricos reforzados con fibras autorreparables

Los métodos para la implementación de la funcionalidad de autorreparación en compuestos rellenos y polímeros reforzados con fibra (FRP) se basan casi exclusivamente en sistemas extrínsecos y, por lo tanto, se pueden clasificar en dos enfoques; sistemas basados ​​en cápsulas discretas y sistemas vasculares continuos. A diferencia de los polímeros sin carga, el éxito de un enfoque intrínseco basado en la reversibilidad de la unión aún no se ha demostrado en los FRP. Hasta la fecha, la autocuración de los FRP se ha aplicado principalmente a estructuras simples como placas y paneles planos. Sin embargo, existe una aplicación algo limitada de autorreparación en paneles planos, ya que el acceso a la superficie del panel es relativamente simple y los métodos de reparación están muy bien establecidos en la industria. En cambio, ha habido un fuerte enfoque en la implementación de la autocuración en estructuras más complejas e industrialmente relevantes, como las articulaciones en T^{[76] [77]} y Fuselages de aeronaves. ^[78]

Sistemas basados ​​en cápsulas

La creación de un sistema basado en cápsulas fue informada por primera vez por White et al. en 2001, ^[59] y desde entonces varios autores han adaptado este enfoque para su introducción en materiales reforzados con fibras. ^{[79] [80] [81]} Este método se basa en la liberación de un agente curativo encapsulado en la zona de daño y generalmente es un proceso que se realiza una sola vez, ya que la funcionalidad del agente curativo encapsulado no se puede restaurar. Aun así, los sistemas implementados pueden restaurar la integridad del material a casi el 100% y permanecer estables durante la vida útil del material.

Sistemas vasculares

Un enfoque vascular o basado en fibras puede ser más apropiado para el daño por impacto autocurativo en materiales compuestos de polímero reforzado con fibra. En este método, una red de canales huecos conocidos como vasculos, similares a los vasos sanguíneos dentro del tejido humano, se colocan dentro de la estructura y se utilizan para la introducción de un agente curativo. Durante un evento de daño, las grietas se propagan a través del material y hacia los vasos, lo que hace que se abran. Luego se hace pasar una resina líquida a través de los vasos y al plano del daño, lo que permite reparar las grietas. Los sistemas vasculares tienen una serie de ventajas sobre los sistemas basados ​​en microcápsulas, como la capacidad de administrar continuamente grandes volúmenes de agentes de reparación y el potencial de ser utilizados para la curación repetida. Los propios canales huecos también se pueden utilizar para una funcionalidad adicional,como la gestión térmica y el control de la salud estructural.^[82] Se han propuesto varios métodos para la introducción de estos vasos, incluido el uso de fibras de vidrio huecas (HGF), ^{[83] [84]} Impresión 3D, ^[15] un proceso de "cera perdida" ^{[85] [ 86]} y una ruta de preforma sólida. ^[87]

Recubrimientos autorreparables

Los recubrimientos permiten la retención y mejora de las propiedades a granel de un material. Pueden proporcionar protección a un sustrato de la exposición ambiental. Por lo tanto, cuando se produce un daño (a menudo en forma de microfisuras), los elementos ambientales como el agua y el oxígeno pueden difundirse a través del revestimiento y causar daños o fallas en el material. La microfisuración en los recubrimientos puede provocar la degradación mecánica o la delaminación del recubrimiento, o una falla eléctrica en los compuestos reforzados con fibra y la microelectrónica, respectivamente. Dado que el daño es de tan pequeña escala, la reparación, si es posible, suele ser difícil y costosa. Por lo tanto, un recubrimiento que se pueda curar automáticamente ("recubrimiento autorreparable") podría resultar beneficioso por las propiedades de recuperación automática (como las propiedades mecánicas, eléctricas y estéticas) y, por lo tanto, prolongar la vida útil del recubrimiento.La mayoría de los enfoques que se describen en la literatura con respecto a los materiales autorreparables se pueden aplicar para hacer revestimientos "autorreparables", incluida la microencapsulación.^{[88] [59]} y la introducción de enlaces físicos reversibles como enlaces de hidrógeno, ^[89] ionómeros ^{[90] [91]} y enlaces químicos (química Diels-Alder). ^[92] La microencapsulación es el método más común para desarrollar revestimientos autorreparables. El enfoque de cápsula descrito originalmente por White et al., Que usaba monómero de diciclopentadieno microencapsulado (DCPD) y catalizador de Grubbs para autocurar el polímero epoxi ^[59] se adaptó posteriormente a las películas adhesivas epoxi que se utilizan comúnmente en las industrias aeroespacial y automotriz para la unión sustratos metálicos y compuestos. ^[93]Recientemente, se utilizaron suspensiones líquidas microencapsuladas de metal o negro de carbón para restaurar la conductividad eléctrica en un dispositivo microelectrónico multicapa y electrodos de batería, respectivamente; ^{[94] [95]} sin embargo, el uso de la microencapsulación para restaurar las propiedades eléctricas en los recubrimientos es limitado. También se han suspendido microgotas de metal líquido dentro de elastómero de silicona para crear conductores eléctricos extensibles que mantienen la conductividad eléctrica cuando se dañan, imitando la elasticidad del tejido biológico blando. ^[96]La aplicación más común de esta técnica está probada en recubrimientos poliméricos para protección contra la corrosión. La protección contra la corrosión de los materiales metálicos es de gran importancia a escala económica y ecológica. Para demostrar la eficacia de las microcápsulas en recubrimientos poliméricos para la protección contra la corrosión, los investigadores han encapsulado varios materiales. Estos materiales incluyen isocianatos ^{[97] [98]} monómeros como DCPD ^{[61] [80]} GMA ^[99] resina epoxi, ^[100] aceite de linaza ^{[101] [102]} y aceite de tung., ^{[103] [104]}Para la encapsulación del núcleo como se mencionó anteriormente, se han utilizado varios materiales de la cubierta, como fenol formaldehído, urea formaldehído ^[105] &, ^[106] dendrítico o PAMAM, ^[107] melamina formaldehído, etc. Cada material de la cubierta tiene sus propios méritos y deméritos. Incluso estos materiales de cáscara ampliaron sus aplicaciones en el control de la distribución de pesticidas ^[108] y medicamentos. Al utilizar los materiales mencionados anteriormente para la autocuración en revestimientos, se demostró que la microencapsulación protege eficazmente el metal contra la corrosión y prolonga la vida útil de un revestimiento.

Los recubrimientos en aplicaciones de alta temperatura pueden diseñarse para exhibir un rendimiento de autocuración mediante la formación de un vidrio. En tales situaciones, como los recubrimientos de alta emisividad , la viscosidad del vidrio formado determina la capacidad de autocuración del recubrimiento, que puede competir con la formación de defectos debido a la oxidación o ablación . ^[109] Los materiales autorreparables a base de vidrio de silicato son de particular valor en los recubrimientos de barrera térmica y para aplicaciones espaciales tales como escudos térmicos. Los materiales compuestos basados ​​en disilicida de molibdeno son objeto de varios estudios para mejorar su rendimiento de autocuración a base de vidrio en aplicaciones de revestimiento. ^[110]

Materiales cementosos autorreparables

Los materiales cementosos existen desde la época romana. Estos materiales tienen una capacidad natural de autocuración, que fue reportada por primera vez por la Academia Francesa de Ciencias en 1836. ^[111] Esta capacidad puede mejorarse mediante la integración de estrategias químicas y bioquímicas.

Curación autógena

La curación autógena es la capacidad natural de los materiales cementosos para reparar grietas. Esta capacidad se atribuye principalmente a una mayor hidratación de las partículas de cemento sin hidratar y a la carbonatación del hidróxido de calcio disuelto. ^{[111] Los} materiales cementosos en los sistemas de agua dulce pueden curar de forma autógena grietas de hasta 0,2 mm en un período de 7 semanas. ^[112]

Para promover la curación autógena y cerrar grietas más anchas, se pueden agregar polímeros superabsorbentes a una mezcla cementosa. ^{[113] [114] La} adición de 1 m% de polímero superabsorbente seleccionado versus cemento a un material cementoso, estimuló una mayor hidratación con casi un 40% en comparación con un material cementante tradicional, si se permitía 1 h de contacto con agua por día. ^[115]

Curación basada en aditivos químicos

La autocuración de los materiales cementosos se puede lograr mediante la reacción de ciertos agentes químicos. Existen dos estrategias principales para alojar estos agentes, a saber, cápsulas y tubos vasculares. Estas cápsulas y tubos vasculares, una vez rotos, liberan estos agentes y curan el daño de la grieta. Los estudios se han centrado principalmente en mejorar la calidad de estas carcasas y materiales encapsulados en este campo. ^[116]

Curación de base biológica

Según un estudio de 1996 de HL Erlich en la revista Chemical Geology , la capacidad de autocuración del hormigón se ha mejorado mediante la incorporación de bacterias, que pueden inducir la precipitación de carbonato de calcio a través de su actividad metabólica. ^[117] Estos precipitados pueden acumularse y formar un sello eficaz contra la entrada de agua relacionada con las grietas. En la Primera Conferencia Internacional sobre Materiales de Autocuración celebrada en abril de 2007 en los Países Bajos, Henk M. Jonkers y Erik Schlangen presentaron su investigación en la que habían utilizado con éxito las "bacterias formadoras de esporas alcalifílicas" como un "agente de autocuración en hormigón". ^{[118] [119]} Fueron los primeros en incorporar bacterias dentro de la pasta de cemento para el desarrollo de hormigón autocurativo.^[120] Se encontró que las bacterias agregadas directamente a la pasta solo permanecieron viables durante 4 meses. Estudios posteriores vieron como Jonkers usaba partículas de arcilla expandida ^[121] y Van Tittlelboom usaba tubos de vidrio, ^[122] para proteger las bacterias dentro del concreto. Desde entonces, también se han informado otras estrategias para proteger las bacterias. ^[123] Incluso las aplicaciones de autorreparación basadas en microcápsulas se han extendido a materiales de recubrimiento de base biológica. Estos recubrimientos se basan en aceite de neem y poseen otro carácter de base biológica, ya que utiliza aceite vegetal como material central. ^[124]

Cerámica autocurativa

Generalmente, las cerámicas son superiores en resistencia a los metales a altas temperaturas, sin embargo, son frágiles y sensibles a los defectos, y esto pone en duda su integridad y confiabilidad como materiales estructurales. ^Las cerámicas de fase ^[125] , también conocidas como Fases MAX , pueden curar de forma autónoma el daño de las grietas mediante un mecanismo de curación intrínseco. Las microgrietas causadas por el desgaste o el estrés térmico se rellenan con óxidos formados a partir de los componentes de la fase MAX, comúnmente el elemento A, durante la exposición al aire a altas temperaturas. ^{[126] El} llenado _de grietas se demostró por primera vez para Ti ₃ AlC ₂ por oxidación a 1200 ° C en aire. ^[127] Ti ₂ AlC y Cr ₂${\displaystyle {\ce {M_{{\mathit {n}}+1}AX_{\mathit {n}}}}}$AlC también ha demostrado dicha capacidad, y se espera que más carburos y nitruros ternarios sean capaces de autocurarse de forma autónoma. ^[128] El proceso es repetible hasta el punto de agotamiento del elemento, distinguiendo las fases MAX de otros materiales autorreparables que requieren agentes curativos externos (curación extrínseca) para el llenado de grietas individuales. Dependiendo del óxido de relleno, se puede lograr una mejora de las propiedades iniciales, como la resistencia local. ^[129]Por otro lado, la mullita, la alúmina y la zirconia no tienen la capacidad de curarse intrínsecamente, pero podrían estar dotadas de capacidades de autocuración incorporando componentes de la segunda fase en la matriz. Al agrietarse, estas partículas se exponen al oxígeno y, en presencia de calor, reaccionan para formar nuevos materiales que llenan el espacio de la grieta bajo expansión de volumen. ^[130] Este concepto ha sido probado usando SiC para curar grietas en una matriz de alúmina, ^[131] y otros estudios han investigado la resistencia a altas temperaturas, ^[132] y la resistencia a la fatiga estática y cíclica de la parte curada. ^[133] La fuerza y ​​la unión entre la matriz y el agente curativo son de primordial importancia y, por lo tanto, gobiernan la selección de las partículas curativas.

Metales autorreparables

Cuando se exponen durante mucho tiempo a altas temperaturas y tensiones moderadas, los metales presentan una fractura por fluencia prematura y de baja ductilidad, que surge de la formación y el crecimiento de cavidades. Esos defectos se fusionan en grietas que finalmente causan fallas macroscópicas. La autocuración del daño en etapa temprana es, por tanto, un nuevo enfoque prometedor para extender la vida útil de los componentes metálicos. En los metales, la autocuración es intrínsecamente más difícil de lograr que en la mayoría de las otras clases de materiales, debido a su alto punto de fusión y, como resultado, a la baja movilidad de los átomos. Generalmente, los defectos en los metales se curan mediante la formación de precipitados en los sitios del defecto que inmovilizan el crecimiento de grietas adicionales. Se han informado propiedades mejoradas de fluencia y fatiga para las aleaciones de aluminio de menor edad en comparación con las aleaciones de Al de endurecimiento máximo,lo cual se debe a la precipitación heterogénea en la punta de la grieta y su zona plástica.^[134] Los primeros intentos de curar el daño por fluencia en aceros se centraron en la precipitación dinámica de Cu o BN en la superficie de la cavidad de fluencia. ^{[135] [136] La} precipitación de Cu tiene sólo una débil preferencia por los defectos inducidos por deformación ya que una gran fracción de precipitados esféricos de Cu se forma simultáneamente con la matriz. ^{[137] [138]} Recientemente, los átomos de oro fueron reconocidos como agentes curativos altamente eficientes en aleaciones a base de Fe. Un mecanismo inducido por defectos está indicado para la precipitación de Au, es decir, el soluto de Au permanece disuelto hasta que se forman los defectos. ^[139]Se informó la reparación autónoma del daño por fluencia a alta temperatura mediante la aleación con una pequeña cantidad de Au. Los agentes curativos precipitan selectivamente en la superficie libre de una cavidad de fluencia, lo que da como resultado el relleno de los poros. Para los niveles de tensión más bajos, se logra un llenado de hasta un 80% de las cavidades de fluencia con precipitados de Au ^{[140], lo que} resulta en un aumento sustancial de la vida útil de la fluencia. Se está trabajando para traducir el concepto de reparación de daños por fluencia en sistemas de modelos ternarios o binarios simples a aceros de fluencia multicomponente reales.

Tintes orgánicos autorreparables

Recientemente, se descubrieron varias clases de tintes orgánicos que se curan automáticamente después de la fotodegradación cuando se dopan en PMMA y otras matrices poliméricas. ^[141] Esto también se conoce como reversible la fotodegradación . Se demostró que, a diferencia de procesos comunes como la difusión molecular, ^[142] el mecanismo es causado por la interacción colorante-polímero. ^[143]

Otras aplicaciones

Se pueden incorporar epoxis autorreparables a los metales para evitar la corrosión. Un sustrato metálico mostró una mayor degradación y formación de óxido después de 72 horas de exposición. Pero después de ser recubierto con epoxi autorreparable, no hubo daño visible bajo SEM después de 72 horas de la misma exposición. ^[144]

Evaluación de la eficacia de la autocuración

Se han desarrollado numerosas metodologías para la evaluación de las capacidades de autocuración para cada clase de material (Tabla 1).

Tabla 1. Métodos dañinos para la evaluación de la autocuración de diferentes clases de material.

Clase de material	Mecanismo de daño	Cicatrización
Polímeros	Corte con cuchilla de afeitar / bisturí; Ensayo de tracción con rotura; Impacto balístico	Redes supramoleculares de curación autónoma
Polímeros	Cuchilla de afeitar / corte de bisturí	Redes supramoleculares activadas por temperatura
Compuesto reforzado con fibra	Delaminación BVID (Daño por impacto apenas visible)	Autocuración vascular; Autocuración de microcápsulas
Revestimientos	Microcorte con corrosión; Corrosión / erosión; Ensayos de extracción (adherencia); Micro-rayado	Interdifusión molecular (disolvente); Agente encapsulado
Hormigón	Inicio de grietas por compresión por flexión	Activación de agente microencapsulado
Cerámico	Inicio de grietas por sangría	Reacción de oxidación provocada por la temperatura
Revestimiento ceramico	Inicio de grietas por sangría	Reacción de oxidación provocada por la temperatura
Revestimiento de espuma de poliuretano	Pinchando con una púa	Reducción del área de fuga efectiva por deformaciones negativas que empujan las paredes de la fisura en los recubrimientos de espuma entre sí. [17]

Por lo tanto, cuando se evalúa la autocuración, se deben considerar diferentes parámetros: tipo de estímulo (si corresponde), tiempo de curación, cantidad máxima de ciclos de curación que el material puede tolerar y grado de recuperación, todo ello considerando las propiedades vírgenes del material. ^{[145] [146] [89]} Esto típicamente tiene en cuenta parámetros físicos relevantes tales como módulo de tracción, alargamiento a la rotura, resistencia a la fatiga, propiedades de barrera, color y transparencia. La capacidad de autocuración de un material dado generalmente se refiere a la recuperación de una propiedad específica relativa al material virgen, denominada eficacia de autocuración. La eficacia de autorreparación se puede cuantificar comparando el valor experimental respectivo obtenido para la muestra virgen no dañada ( f _virgen) con la muestra curada ( f _curada ) (ec. 1 ) ^[147]

η =f sanado/f virgen

( 1 )

En una variación de esta definición que es relevante para los materiales autocurativos extrínsecos, la eficacia de curación toma en consideración la modificación de las propiedades causada por la introducción del agente curativo. Por consiguiente, la propiedad de la muestra curada se compara con la de un control no dañado equipado con agente autocurativo f _{no curado} (ecuación 2 ).

η =f sanado/f no curado

( 2 )

Para una determinada propiedad Pi de un material específico, un mecanismo y proceso de autorreparación óptimos se caracteriza por la restauración completa de la propiedad del material respectivo después de un proceso de daño normalizado adecuado. Para un material donde se evalúan 3 propiedades diferentes, se deben determinar 3 eficiencias dadas como ƞ ₁ ( P ₁ ), ƞ ₂ ( P ₂ ) y ƞ ₃ ( P ₃ ). La eficiencia media final basada en un número n de propiedades para un material autorreparable se determina en consecuencia como la media armónica dada por la ecuación 3. La media armónica es más apropiada que la media aritmética tradicional, ya que es menos sensible a grandes valores atípicos.

${\displaystyle {\bar {\eta }}={\frac {n}{\sum _{i=1}^{n}\left({\frac {1}{\eta _{i}(P)}}\right)}}}$

( 3 )

Comercialización

Al menos dos empresas están intentando llevar al mercado las aplicaciones más nuevas de los materiales autorreparables. Arkema , una empresa química líder, anunció en 2009 el inicio de la producción industrial de elastómeros autorreparables. ^[148] En 2012, Autonomic Materials Inc., había recaudado más de tres millones de dólares estadounidenses. ^{[149] [150]}

Referencias

1. Ghosh SK (2008). Materiales de autorreparación: fundamentos, estrategias de diseño y aplicaciones (1ª ed.). Weinheim: Wiley - VCH. pag. 145. ISBN 978-3-527-31829-2.
2. Yuan YC, Yin T, Rong MZ, Zhang MQ (2008). "Autocuración en polímeros y compuestos poliméricos. Conceptos, realización y perspectivas: una revisión" . Expresar letras de polímero . 2 (4): 238–50. doi : 10.3144 / expresspolymlett.2008.29 .
3. Wayman E (16 de noviembre de 2011). "Los secretos de los edificios de la antigua Roma" . Smithsonian . Consultado el 13 de noviembre de 2016 .
4. "Regreso al futuro con hormigón arquitectónico romano" . Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley . Universidad de California. 15 de diciembre de 2014 . Consultado el 17 de noviembre de 2016 .
5. Hartnett K (19 de diciembre de 2014). "¿Por qué el antiguo hormigón romano todavía está en pie?" . Boston Globe . Consultado el 17 de noviembre de 2016 .
6. Jackson MD, Landis EN, Brune PF, Vitti M, Chen H, Li Q, et al. (Diciembre de 2014). "Resiliencia mecánica y procesos cementantes en mortero arquitectónico imperial romano" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 111 (52): 18484–89. Código bibliográfico : 2014PNAS..11118484J . doi : 10.1073 / pnas.1417456111 . PMC 4284584 . PMID 25512521 .  
7. "Primera conferencia internacional sobre materiales autocurativos" . Universidad Tecnológica de Delft . 12 de abril de 2007 . Consultado el 19 de mayo de 2013 .
8. Nosonovsky M, Rohatgi P (2011). Biomimética en ciencia de materiales: materiales autocurativos, autolubricantes y autolimpiantes . Serie Springer en Ciencia de Materiales. 152 . Saltador. ISBN 978-1-4614-0925-0.
9. Speck T, Mülhaupt R, Speck O (2013). "Autocuración en plantas como bioinspiración para polímeros autoreparadores". En Binder W (ed.). Polímeros autocurativos . Wiley-VCH. págs. 61–89. doi : 10.1002 / 9783527670185.ch2 . ISBN 978-3-527-33439-1.
10. Speck O, Schlechtendahl M, Borm F, Kampowski T, Speck T (2013). "Materiales autocurativos bioinspirados". En Fratzl P, Dunlop JW, Weinkamer R (eds.). Diseño de materiales inspirado en la naturaleza: función a través de la arquitectura interior . Materiales RSC Smart. 4 . La Royal Chemical Society. págs. 359–89.
11. Speck O, Luchsinger R, Rampf M, Speck T (2014). "Selbstreparatur in Natur und Technik. - Konstruktion": 9, 72-75, 82.
12. Konrad W, Flues F, Schmich F, Speck T, Speck O (noviembre de 2013). "Un modelo analítico del mecanismo de autosellado de la planta suculenta Delosperma cooperi". Revista de Biología Teórica . 336 : 96-109. doi : 10.1016 / j.jtbi.2013.07.013 . PMID 23907028 . 
13. Trask RS, Williams HR, Bond IP (marzo de 2007). "Compuestos poliméricos autorreparables: imitando la naturaleza para mejorar el rendimiento". Bioinspiración y biomimética . 2 (1): P1–9. Bibcode : 2007BiBi .... 2 .... 1T . doi : 10.1088 / 1748-3182 / 2/1 / P01 . PMID 17671320 . 
14. "Compuestos reflexivos (autocurativos) de Genesys" . Grupo de Investigación Cornerstone. Archivado desde el original el 20 de julio de 2012 . Consultado el 2 de octubre de 2009 .
15. Toohey KS, Sottos NR, Lewis JA, Moore JS, White SR (agosto de 2007). "Materiales de autorreparación con redes microvasculares" (PDF) . Materiales de la naturaleza . 6 (8): 581–85. doi : 10.1038 / nmat1934 . PMID 17558429 .  
16. Busch S, Seidel R, Speck O, Speck T (julio de 2010). "Aspectos morfológicos de la autorreparación de lesiones provocadas por estreses internos del crecimiento en tallos de Aristolochia macrophylla y Aristolochia ringens" . Actas. Ciencias biológicas . 277 (1691): 2113–20. doi : 10.1098 / rspb.2010.0075 . PMC 2880149 . PMID 20236971 .  
17. Rampf M, Speck O, Speck T, Luchsinger RH (2013). "Investigación de un mecanismo de autorreparación mecánica rápida para estructuras inflables". Revista Internacional de Ciencias de la Ingeniería . 63 : 61–70. doi : 10.1016 / j.ijengsci.2012.11.002 .
18. Rampf M, Speck O, Speck T, Luchsinger RH (2012). "Propiedades estructurales y mecánicas de espumas de poliuretano flexibles curadas a presión". Revista de plásticos celulares . 48 : 49–65. doi : 10.1177 / 0021955X11429171 . S2CID 136555131 . 
19. Rampf M, Speck O, Speck T, Luchsinger RH (2011). "Membranas autorreparables para estructuras inflables inspiradas en un proceso rápido de sellado de heridas de plantas trepadoras". Revista de Ingeniería Biónica . 8 (3): 242–50. doi : 10.1016 / S1672-6529 (11) 60028-0 . S2CID 137853348 . 
20. Bauer G, Speck T (marzo de 2012). "Restauración de la resistencia a la tracción en muestras de corteza de Ficus benjamina debido a la coagulación del látex durante la autocuración rápida de fisuras" . Anales de botánica . 109 (4): 807-11. doi : 10.1093 / aob / mcr307 . PMC 3286277 . PMID 22207613 .  
21. Bauer G, Friedrich C, Gillig C, Vollrath F, Speck T, Holland C (enero de 2014). "Investigando las propiedades reológicas del látex de plantas nativas" . Revista de la Royal Society, Interface . 11 (90): 20130847. doi : 10.1098 / rsif.2013.0847 . PMC 3836322 . PMID 24173604 .  
22. Bauer G, Gorb SN, Klein MC, Nellesen A, von Tapavicza M, Speck T (2014). "Estudio comparativo de partículas de látex vegetal y coagulación de látex en Ficus benjamina, Campanula glomerata y tres especies de Euphorbia" . PLOS ONE . 9 (11): e113336. Código Bibliográfico : 2014PLoSO ... 9k3336B . doi : 10.1371 / journal.pone.0113336 . PMC 4237448 . PMID 25409036 .  
23. Nellesen A, Von Tapavicza M, Bertling J, Schmidt AM, Bauer G, Speck T (2011). "Pflanzliche Selbstheilung als Vorbild für selbstreparierende Elastomerwerkstoffe, GAK - Gummi, Fasern, Kunststoffe" [Autocuración en plantas como modelo para materiales elastoméricos autorreparables]. Ciencia y Tecnología Internacional de Polímeros . 64 (8): 472–75.
24. Schüssele AC, Nübling F, Thomann Y, Carstensen O, Bauer G, Speck T, Mülhaupt R (2012). "Cauchos autorreparables a base de mezclas de NBR con polietileniminas hiperramificadas". Materiales e Ingeniería Macromolecular . 9 (5): 411-19. doi : 10.1002 / mame.201100162 .
25. Yang Y, Urban MW (septiembre de 2013). "Materiales poliméricos autorreparables". Reseñas de la Sociedad Química . 42 (17): 7446–67. doi : 10.1039 / c3cs60109a . PMID 23864042 . 
26. Mahajan, MS y Gite, VV (2019). Recubrimientos inteligentes asistidos por microcápsulas. Aplicaciones de encapsulación y liberación controlada, 249.
27. Utrera-Barrios, Saul; Verdejo, Raquel; López-Manchado, Miguel A .; Hernández Santana, Marianella (2020). "Evolución de elastómeros autorreparables, desde mecanismos extrínsecos a intrínsecos combinados: una revisión" . Materiales Horizontes : 10.1039.D0MH00535E. doi : 10.1039 / D0MH00535E .
28. Caruso MM, Davis DA, Shen Q, Odom SA, Sottos NR, White SR, Moore JS (noviembre de 2009). "Cambios químicos inducidos mecánicamente en materiales poliméricos". Revisiones químicas . 109 (11): 5755–98. doi : 10.1021 / cr9001353 . PMID 19827748 . 
29. Hayes SA, Zhang W, Branthwaite M, Jones FR (abril de 2007). "Autocuración de daños en compuestos de matriz polimérica reforzados con fibras" . Revista de la Royal Society, Interface . 4 (13): 381–87. doi : 10.1098 / rsif.2006.0209 . PMC 2359850 . PMID 17311783 .  
30. Bergman SD, Wudl F (2008). "Polímeros reparables". Revista de Química de Materiales . 18 : 41–62. doi : 10.1039 / b713953p .
31. Armstrong G, Buggy M (2005). "Polímeros de supramoléculas unidos por hidrógeno: una revisión de la literatura". Revista de ciencia de materiales . 40 (3): 547–59. Código Bib : 2005JMatS..40..547A . doi : 10.1007 / s10853-005-6288-7 . S2CID 137424325 . 
32. Utrera-Barrios, Saul; Hernández Santana, Marianella; Verdejo, Raquel; López-Manchado, Miguel A. (17 de enero de 2020). "Diseño de composites de caucho con capacidad de autocuración autónoma" . ACS Omega . 5 (4): 1902–10. doi : 10.1021 / acsomega.9b03516 . PMC 7003207 . PMID 32039326 .  
33. Chen X, Dam MA, Ono K, Mal A, Shen H, Nutt SR, et al. (Marzo de 2002). "Un material polimérico reticulado térmicamente reparable". Ciencia . 295 (5560): 1698–702. Código bibliográfico : 2002Sci ... 295.1698C . doi : 10.1126 / science.1065879 . PMID 11872836 . S2CID 31722523 .  
34. Luo X, Ou R, Eberly DE, Singhal A, Viratyaporn W, Mather PT (marzo de 2009). "Una mezcla termoplástica / termoestable que exhibe reparación térmica y adhesión reversible". Materiales e interfaces aplicados ACS . 1 (3): 612–20. doi : 10.1021 / am8001605 . PMID 20355983 . 
35. Cordier P, Tournilhac F, Soulié-Ziakovic C, Leibler L (febrero de 2008). "Caucho autorreparable y termorreversible de ensamblaje supramolecular". Naturaleza . 451 (7181): 977–80. Código bibliográfico : 2008Natur.451..977C . doi : 10.1038 / nature06669 . PMID 18288191 . S2CID 205212362 .  
36. Kalista Jr SJ, Ward TC, Oyetunji Z (2007). "Autocuración de copolímeros de poli (etileno-co-ácido metacrílico) después de la perforación del proyectil". Mecánica de Estructuras y Materiales Avanzados . 14 (5): 391–97. doi : 10.1080 / 15376490701298819 . S2CID 138047053 . 
37. Yamaguchi M, Ono S, Okamoto K (2009). "Interdifusión de cadenas colgantes en gel débil y su aplicación a material autorreparador". Mater. Sci. Eng. B . 162 (3): 189–94. doi : 10.1016 / j.mseb.2009.04.006 .
38. Chujo Y, Sada K, Saegusa T (1990). "Gelificación reversible de polioxazolina por medio de la reacción de Diels-Alder". Macromoléculas . 23 (10): 2636–41. Código Bibliográfico : 1990MaMol..23.2636C . doi : 10.1021 / ma00212a007 .
39. Schiraldi DA, Liotta CL, Collard DM, Schiraldi DA (1999). "Reticulación y modificación de poli (tereftalato de etileno-co-2,6-antracenodicarboxilato) por reacciones de Diels-Alder con maleimidas". Macromoléculas . 32 (18): 5786–92. Código Bibliográfico : 1999MaMol..32.5786J . doi : 10.1021 / ma990638z .
40. Weizman H, Nielsen C, Weizman OS, Nemat-Nasser S (2011). "Síntesis de un polímero autocurativo basado en la reacción de Diels-Alder reversible: un laboratorio de pregrado avanzado en la interfaz de la química orgánica y la ciencia de los materiales". Revista de educación química . 88 (8): 1137–40. Código bibliográfico : 2011JChEd..88.1137W . doi : 10.1021 / ed101109f .
41. Saegusa T, Sada K, Naka A, Nomura R, Saegusa T (1993). "Síntesis y gelificación redox de polioxazolina modificada con disulfuro". Macromoléculas . 26 (5): 883–87. Código Bibliográfico : 1993MaMol..26..883C . doi : 10.1021 / ma00057a001 .
42. Green R (15 de febrero de 2014). "Los científicos crean un polímero autocurativo económico" . Gizmag.com . Consultado el 26 de febrero de 2014 .
43. Ying H, Zhang Y, Cheng J (2014). "Unión dinámica de urea para el diseño de polímeros reversibles y autorreparables" . Comunicaciones de la naturaleza . 5 : 3218. Bibcode : 2014NatCo ... 5.3218Y . doi : 10.1038 / ncomms4218 . PMC 4438999 . PMID 24492620 .  
44. Ying H, Zhang Y, Cheng J (2014). "Unión dinámica de urea para el diseño de polímeros reversibles y autorreparables" . Comunicaciones de la naturaleza . 5 : 3218. Bibcode : 2014NatCo ... 5.3218Y . doi : 10.1038 / ncomms4218 . PMC 4438999 . PMID 24492620 .  
45. Madden I, Luijten E (14 de marzo de 2017). "Dinámica molecular de materiales autocurativos reversibles" . Boletín de la Sociedad Estadounidense de Física . 62 (4): H18.002. Código bibliográfico : 2017APS..MARH18002M .
46. Capelot M, Unterlass MM, Tournilhac F, Leibler L (17 de julio de 2012). "Control catalítico de la transición del vidrio vitrímero". Cartas de macro ACS . 1 (7): 789–92. doi : 10.1021 / mz300239f . ISSN 2161-1653 . 
47. Fortman DJ, Brutman JP, Cramer CJ, Hillmyer MA, Dichtel WR (noviembre de 2015). "Vitrímeros de polihidroxiuretano sin catalizador activados mecánicamente" . Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 137 (44): 14019–22. doi : 10.1021 / jacs.5b08084 . PMID 26495769 . 
48. Denissen W, Winne JM, Du Prez FE (enero de 2016). "Vitrímeros: redes orgánicas permanentes con fluidez vítrea" . Ciencia química . 7 (1): 30–38. doi : 10.1039 / C5SC02223A . PMC 5508697 . PMID 28757995 .  
49. Scheutz GM, Lessard JJ, Sims MB, Sumerlin BS (octubre de 2019). "Reticulaciones adaptables en materiales poliméricos: resolución de la intersección de termoplásticos y termoestables". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 141 (41): 16181–96. doi : 10.1021 / jacs.9b07922 . PMID 31525287 . 
50. Lessard JJ, García LF, Easterling CP, Sims MB, Bentz KC, Arencibia S, Savin DA, Sumerlin BS (20 de febrero de 2019). "Vitrímeros sin catalizador de polímeros vinílicos". Macromoléculas . 52 (5): 2105-11. Código bibliográfico : 2019MaMol..52.2105L . doi : 10.1021 / acs.macromol.8b02477 . ISSN 0024-9297 . 
51. Lessard JJ, Scheutz GM, Sung SH, Lantz KA, Epps Iii TH, Sumerlin BS (diciembre de 2019). "Vitrímeros de copolímero en bloque". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 142 (1): 283–89. doi : 10.1021 / jacs.9b10360 . PMID 31794219 . 
52. Liu T, Hao C, Zhang S, Yang X, Wang L, Han J, Li Y, Xin J, Zhang J (14 de agosto de 2018). "Un material bioepoxi autocurable de alta temperatura de transición vítrea basado en la química del vitrímero". Macromoléculas . 51 (15): 5577–85. Código Bib : 2018MaMol..51.5577L . doi : 10.1021 / acs.macromol.8b01010 . ISSN 0024-9297 . 
53. Monks K, Stewart A. "El plástico autocurativo promete teléfonos irrompibles" . CNN . Consultado el 6 de diciembre de 2019 .
54. Urban, MW et al. Copolímeros de autorreparación de productos básicos con llave y cerradura. Science 362, 220–225 (2018).
55. Marek Urban, Siyang Wang, copolímeros autorreparables a través de interacciones de van der Waals, compuestos en Lake Louise (2019).
56. Ying Yang, Dmitriy Davydovich, Chris C. Hornat, Xiaolin Liu, Marek W. Urban, Polímeros autocurativos inspirados en hojas, Chem, Volumen 4, 1928-1936 (2018).
57. Blaiszik BJ, Kramer SL, Olugebefola SC, Moore JS, Sottos NR, White SR (2010). "Compuestos y polímeros autorreparables". Revisión anual de la investigación de materiales . 40 (1): 179–211. Código bibliográfico : 2010AnRMS..40..179B . doi : 10.1146 / annurev-matsci-070909-104532 . ISSN 1531-7331 . 
58. Wang Y, Pham DT, Ji C (31 de diciembre de 2015). "Compuestos autorreparables: una revisión" . Ingeniería Cogent . 2 (1): 1075686. doi : 10.1080 / 23311916.2015.1075686 .
59. White SR, Sottos NR, Geubelle PH, Moore JS, Kessler MR, Sriram SR, et al. (Febrero de 2001). "Curación autónoma de compuestos poliméricos". Naturaleza . 409 (6822): 794–97. doi : 10.1038 / 35057232 . PMID 11236987 . S2CID 11334883 .  
60. White SR, Delafuente DA, Ho V, Sottos NR, Moore JS, White SR (2007). "Autocuración promovida por solventes en materiales epoxi". Macromoléculas . 40 (25): 8830–32. Código Bibliográfico : 2007MaMol..40.8830C . CiteSeerX 10.1.1.494.785 . doi : 10.1021 / ma701992z . 
61. Brown EN, Sottos NR, White SR (2002). "Prueba de fractura de un compuesto de polímero autorregenerable". Mecánica experimental . 42 (4): 372–79. doi : 10.1007 / BF02412141 . hdl : 2142/265 . S2CID 189768207 . 
62. Grubbs RH, Tumas W (febrero de 1989). "Síntesis de polímeros y química de metales de organotransición". Ciencia . 243 (4893): 907-15. Código Bibliográfico : 1989Sci ... 243..907G . doi : 10.1126 / science.2645643 . PMID 2645643 . 
63. Pang JW, Bond IP (2005). "Un compuesto de polímero reforzado con fibra hueca que abarca la autocuración y una mayor visibilidad de los daños". Ciencia y tecnología compuestas . 65 (11-12): 1791–99. CiteSeerX 10.1.1.552.4996 . doi : 10.1016 / j.compscitech.2005.03.008 . 
64. Keller MW, White SR, Sottos NR (2007). "Un elastómero de poli (dimetilsiloxano) autorregenerativo". Adv. Funct. Mater . 17 (14): 2399–404. Código Bibliográfico : 2007PhDT ........ 81K . doi : 10.1002 / adfm.200700086 .
65. Caruso MM, Delafuente DA, Ho V, Sottos NR, Moore JS, White SR (2007). "Materiales epoxi autocurativos promovidos por solventes". Macromoléculas . 40 (25): 8830–32. Código Bibliográfico : 2007MaMol..40.8830C . CiteSeerX 10.1.1.494.785 . doi : 10.1021 / ma701992z . 
66. Cho SH, Andersson HM, White SR, Sottos NR, Braun PV (2006). "Materiales autocurativos a base de polidimetilsiloxano". Adv. Mater . 18 (8): 997–1000. doi : 10.1002 / adma.200501814 .
67. CM seco, Sottos NR (1993). "Autoreparación inteligente pasiva en materiales compuestos de matriz polimérica". Estructuras y materiales inteligentes 1993: Materiales inteligentes . SPIE Proc. (1916): 438–44. Código Bibliográfico : 1993SPIE.1916..438D . doi : 10.1117 / 12.148501 . S2CID 136696600 . 
68. Wang KM, Lorente S , Bejan A (2006). "Redes vascularizadas con dos tamaños de canal optimizados". J. Phys. D: Appl. Phys . 39 (14): 3086–96. Código Bibliográfico : 2006JPhD ... 39.3086W . doi : 10.1088 / 0022-3727 / 39/14/031 .
69. C seco (1996). "Procedimientos desarrollados para la autorreparación de materiales compuestos de matriz polimérica". Estructura compuesta . 35 (3): 263–64. doi : 10.1016 / 0263-8223 (96) 00033-5 .
70. Olugebefola SC, Aragón AM, Hansen CJ, Hamilton AR, Kozola BD, Wu W, et al. (2010). "Compuestos de red microvascular de polímero". Revista de materiales compuestos . 44 (22): 2587–603. Código bibliográfico : 2010JCoMa..44.2587O . doi : 10.1177 / 0021998310371537 . ISSN 0021-9983 . S2CID 14499195 .  
71. Williams HR, Trask RS, Bond IP (2007). "Self-healing composite sandwich structures". Smart Materials and Structures. 16 (4): 1198–207. Bibcode:2007SMaS...16.1198W. doi:10.1088/0964-1726/16/4/031. ISSN 0964-1726.
72. Hayes SA, Jones FR, Marshiya K, Zhang W (2007). "A self-healing thermosetting composite material". Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 38 (4): 1116–20. doi:10.1016/j.compositesa.2006.06.008. ISSN 1359-835X.
73. Thostenson ET, Chou TW (2006). "Carbon Nanotube Networks: Sensing of Distributed Strain and Damage for Life Prediction and Self Healing". Advanced Materials. 18 (21): 2837–41. doi:10.1002/adma.200600977. ISSN 0935-9648.
74. Nosonovsky M (September 2011). "Materials science: slippery when wetted". Nature. 477 (7365): 412–13. Bibcode:2011Natur.477..412N. doi:10.1038/477412a. PMID 21938059. S2CID 205067351.
75. "Repeated Self-Healing Now Possible in Composite Materials". Beckman Institute. Retrieved 17 November 2016.
76. Yang T, Zhang J, Mouritz AP, Wang CH (2013). "Healing of carbon fibre–epoxy composite T-joints using mendable polymer fibre stitching". Composites Part B: Engineering. 45: 1499–507. doi:10.1016/j.compositesb.2012.08.022.
77. Cullinan JF, Wisnom M, Bond I (2015). A Novel Method for the Manipulation of Damage and In-Situ Repair of Composite T-Joints. 56th AIAA/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference. Reston, Virginia: American Institute of Aeronautics and Astronautics. p. 1577.
78. Minakuchi S, Sun D, Takeda N (2014). "Hierarchical system for autonomous sensing-healing of delamination in large-scale composite structures". Smart Materials and Structures. 23 (11): 115014. Bibcode:2014SMaS...23k5014M. doi:10.1088/0964-1726/23/11/115014.
79. Kessler MR, White SR (2001). "Self-activated healing of delamination damage in woven composites" (PDF). Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 32 (5): 683–99. doi:10.1016/s1359-835x(00)00149-4.
80. Kessler MR, Sottos NR, White SR (2003). "Self-healing structural composite materials". Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 34 (8): 743–53. doi:10.1016/S1359-835X(03)00138-6.
81. Patel AJ, Sottos NR, Wetzel ED, White SR (2010). "Autonomic healing of low-velocity impact damage in fibre-reinforced composites". Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 41 (3): 360–68. doi:10.1016/j.compositesa.2009.11.002.
82. Norris CJ, White JA, McCombe G, Chatterjee P, Bond IP, Trask RS (2012). "Autonomous stimulus triggered self-healing in smart structural composites". Smart Materials and Structures. 21 (9): 094027. Bibcode:2012SMaS...21i4027N. doi:10.1088/0964-1726/21/9/094027.
83. Bleay SM, Loader CB, Hawyes VJ, Humberstone L, Curtis PT (2001). "A smart repair system for polymer matrix composites". Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 32 (12): 1767–76. doi:10.1016/s1359-835x(01)00020-3.
84. Trask RS, Bond IP (2006). "Biomimetic self-healing of advanced composite structures using hollow glass fibres". Smart Materials and Structures. 15 (3): 704–10. Bibcode:2006SMaS...15..704T. doi:10.1088/0964-1726/15/3/005.
85. Trask RS, Bond IP (June 2010). "Bioinspired engineering study of Plantae vascules for self-healing composite structures". Journal of the Royal Society, Interface. 7 (47): 921–31. doi:10.1098/rsif.2009.0420. PMC 2871803. PMID 19955122.
86. Esser-Kahn AP, Thakre PR, Dong H, Patrick JF, Vlasko-Vlasov VK, Sottos NR, et al. (August 2011). "Three-dimensional microvascular fiber-reinforced composites". Advanced Materials. 23 (32): 3654–58. doi:10.1002/adma.201100933. PMID 21766345.
87. Huang CY, Trask RS, Bond IP (August 2010). "Characterization and analysis of carbon fibre-reinforced polymer composite laminates with embedded circular vasculature". Journal of the Royal Society, Interface. 7 (49): 1229–41. doi:10.1098/rsif.2009.0534. PMC 2894872. PMID 20150337.
88. Aïssa B, Therriault D, Haddad E, Jamroz W (2011). "Self-Healing Materials Systems: Overview of Major Approaches and Recent Developed Technologies". Advances in Materials Science and Engineering. 2012: 1–17. doi:10.1155/2012/854203.
89. Chen Y, Guan Z (September 2014). "Multivalent hydrogen bonding block copolymers self-assemble into strong and tough self-healing materials". Chemical Communications. 50 (74): 10868–70. doi:10.1039/C4CC03168G. PMID 25090104.
90. Binder WH (2013). "Self-Healing Ionomers". Self-healing polymers : from principles to applications (1 ed.). Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH. pp. 315–34. doi:10.1002/9783527670185.ch13. ISBN 978-3-527-33439-1.
91. Varley RJ, Zwaag SV (2008). "Development of a quasi-static test method to investigate the origin of self-healing in ionomers under ballistic conditions". Polymer Testing. 27: 11–19. doi:10.1016/j.polymertesting.2007.07.013.
92. Liua YL, Chuoa TW (2013). "Self-healing polymers based on thermally reversible Diels–Alder chemistry". Polymer Chemistry. 4 (7): 2194–05. doi:10.1039/C2PY20957H.
93. Jin H, Miller GM, Pety SJ, Griffin AS, Stradley DS, Roach D, Sottos NR, White SR (2013). "Fracture behavior of a self-healing, toughened epoxy adhesive". Int. J. Adhes. Adhes. 44: 157–65. doi:10.1016/j.ijadhadh.2013.02.015.
94. Blaiszik BJ, Kramer SL, Grady ME, McIlroy DA, Moore JS, Sottos NR, White SR (January 2012). "Autonomic restoration of electrical conductivity". Advanced Materials. 24 (3): 398–401. doi:10.1002/adma.201102888. PMID 22183927.
95. Kang S, Jones AR, Moore JS, White SR, Sottos NR (2014). "Microencapsulated carbon black suspensions for restoration of electrical conductivity". Adv. Funct. Mater. 24 (20): 2947–56. doi:10.1002/adfm.201303427.
96. Markvicka EJ, Bartlett MD, Huang X, Majidi C (July 2018). "An autonomously electrically self-healing liquid metal-elastomer composite for robust soft-matter robotics and electronics". Nature Materials. 17 (7): 618–24. Bibcode:2018NatMa..17..618M. doi:10.1038/s41563-018-0084-7. PMID 29784995. S2CID 29160161.
97. Huang M, Yang J (2011). "Facile microencapsulation of HDI for self-healing anticorrosion coatings". Journal of Materials Chemistry. 21 (30): 11123–30. doi:10.1039/C1JM10794A.
98. Yang J, Keller MW, Moore JF, White SR, Sottos NR (2008). "Microencapsulation of Isocyanates for Self-Healing Polymers". Macromolecules. 41 (24): 9650–55. Bibcode:2008MaMol..41.9650Y. doi:10.1021/ma801718v.
99. Meng LM, Yuan YC, Rong MZ, Zhang MQ (2010). "A dual mechanism single-component self-healing strategy for polymers". Journal of Materials Chemistry. 20 (29): 5969–6196. doi:10.1039/C0JM00268B.
100. Jin HH, Mangun CL, Stradley DS, Moore JS, Sottos NR, White SR (2012). "Self-healing thermoset using encapsulated epoxy-amine healing chemistry". Polymer. 53 (2): 581–87. doi:10.1016/j.polymer.2011.12.005.
101. Suryanarayana C, Rao KC, Kumar (2008). "Preparation and characterization of microcapsules containing linseed oil and its use in self-healing coatings". Progress in Organic Coatings. 63: 72–78. doi:10.1016/j.porgcoat.2008.04.008.
102. Jadhav RS, Hundiwale DG, Mahulikar PP (2011). "Synthesis and Characterization of Phenol–Formaldehyde Microcapsules Containing Linseed Oil and Its Use in Epoxy for Self-Healing and Anticorrosive Coating". Journal of Applied Polymer Science. 119 (5): 2911–16. doi:10.1002/app.33010.
103. Samadzadeha M, Bouraa SH, Peikaria M, Ashrafib A, Kasirihac M (2011). "Tung oil: An autonomous repairing agent for self-healing epoxy coatings". Progress in Organic Coatings. 70 (4): 383–87. doi:10.1016/j.porgcoat.2010.08.017.
104. Tatiya, P. D., Mahulikar, P. P., & Gite, V. V. (2016). Designing of polyamidoamine-based polyurea microcapsules containing tung oil for anticorrosive coating applications. Journal of Coatings Technology and Research, 13(4), 715–26.
105. Gite, V. V., Tatiya, P. D., Marathe, R. J., Mahulikar, P. P., & Hundiwale, D. G. (2015). Microencapsulation of quinoline as a corrosion inhibitor in polyurea microcapsules for application in anticorrosive PU coatings. Progress in Organic Coatings, 83, 11–18.
106. Marathe, R. J., Chaudhari, A. B., Hedaoo, R. K., Sohn, D., Chaudhari, V. R., & Gite, V. V. (2015). Urea formaldehyde (UF) microcapsules loaded with corrosion inhibitor for enhancing the anti-corrosive properties of acrylic-based multi-functional PU coatings. RSC Advances, 5(20), 15539–46.
107. Tatiya, P. D., Hedaoo, R. K., Mahulikar, P. P., & Gite, V. V. (2013). Novel polyurea microcapsules using dendritic functional monomer: synthesis, characterization, and its use in self-healing and anticorrosive polyurethane coatings. Industrial & Engineering Chemistry Research, 52(4), 1562–70.
108. Hedaoo, R. K., & Gite, V. V. (2014). Renewable resource-based polymeric microencapsulation of natural pesticide and its release study: an alternative green approach. RSC advances, 4(36), 18637–44.
109. glass-mediated self-healing ability in high emissivity coatings Corrosion Science, 2019, 146, pp.233-246.
110. Journal of the European Ceramic Society Volume 40, Issue 8, July 2020, Pages 2896-2906
111. De Rooij M, Van Tittelboom K, De Belie N, Schlangen E, eds. (2011). Self-Healing Phenomena in Cement-Based Materials. Springer Netherlands. ISBN 978-94-007-6624-2.
112. Edvardsen C (1999). "Water permeability and autogenous healing of cracks in concrete". ACI Materials Journal. 96 (4): 448–54. doi:10.14359/645.
113. Snoeck, Didier; Van Tittelboom, Kim; Steuperaert, Stijn; Dubruel, Peter; De Belie, Nele (2012-03-15). "Self-healing cementitious materials by the combination of microfibres and superabsorbent polymers". Journal of Intelligent Material Systems and Structures. 25: 13–24. doi:10.1177/1045389X12438623. hdl:1854/LU-6869809.
114. Snoeck, Didier (2018-11-15). "Superabsorbent polymers to seal and heal cracks in cementitious materials". RILEM Technical Letters. 3: 32–38. doi:10.21809/rilemtechlett.2018.64.
115. Snoeck, Didier; Pel, Leo; De Belie, Nele (2020-01-20). "Autogenous Healing in Cementitious Materials with Superabsorbent Polymers Quantified by Means of NMR". Scientific Reports. 10: 642. doi:10.1038/s41598-020-57555-0.
116. Mostavi E, Asadi S, Hassan M, Alansari M (December 2015). "Evaluation of Self-Healing Mechanisms in Concrete with Double-Walled Sodium Silicate Microcapsules" (PDF). Materials in Civil Engineering. 27 (12): 04015035. doi:10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0001314.
117. Ehrlich NL (1996). "How microbes influence mineral growth and dissolution". Chemical Geology. 1–4 (132): 5–9. Bibcode:1996ChGeo.132....5E. doi:10.1016/S0009-2541(96)00035-6.
118. Jonkers HM, Schlangen E (2007). AJM Schmetz, van der Zwaag (eds.). "Crack repair by concrete immobilized bacteria". Proceedings of the First International Conference on Self Healing Materials. Springer: 1–7. ISBN 9781402062490.
119. Jonkers H (2007). "Self healing concrete: a biological approach". In van der Zwaag S (ed.). Self Healing Materials: An alternative approach to 20 centuries of materials science. Dordrecht: Springer. pp. 195–204.
120. Jonkers HM, Thijssen A, Muyzer G, Copuroglu O, Schlangen E (2010). "Application of bacteria as self-healing agent for the development of sustainable concrete". Ecological Engineering. 36 (2): 230–35. doi:10.1016/j.ecoleng.2008.12.036.
121. Jonkers H (2011). "Bacteria-based self-healing concrete" (PDF). HERON. 56 (1/2).
122. Van Tittelboom K, De Belie N, Van Loo D, Jacobs P (2011). "Self-healing efficiency of cementitious materials containing tubular capsules filled with healing agent". Cement and Concrete Composites. 33 (4): 497–505. doi:10.1016/j.cemconcomp.2011.01.004.
123. Wang J, Van Tittelboom K, De Belie N, Verstraete W (2012). "Use of silica gel or polyurethane immobilized bacteria for self-healing concrete". Construction and Building Materials. 26 (1): 532–40. doi:10.1016/j.conbuildmat.2011.06.054.
124. Chaudhari, A. B., Tatiya, P. D., Hedaoo, R. K., Kulkarni, R. D., & Gite, V. V. (2013). Polyurethane prepared from neem oil polyesteramides for self-healing anticorrosive coatings. Industrial & Engineering Chemistry Research, 52(30), 10189–97.
125. Ono M, Nakao W, Takahashi K, Nakatani M, Ando K (2007). "A new methodology to guarantee the structural integrity of Al2O3/SiC composite using crack healing and a proof test". Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct. 30 (7): 599–607. doi:10.1111/j.1460-2695.2007.01132.x.
126. Yang HJ, Pei YT, Rao JC, De Hosson JT (2012). "Self-healing performance of Ti₂AlC ceramic". Journal of Materials Chemistry. 22 (17): 8304–13. doi:10.1039/C2JM16123K.
127. Song GM, Pei YT, Sloof WG, Li SB, De Hosson JT, Van der Zwaag S (January 2008). "Oxidation-induced crack healing in Ti₃AlC₂ ceramics". Scripta Materialia. 58 (1): 13–16. doi:10.1016/j.scriptamat.2007.09.006.
128. Li S, Song G, Kwakernaak K, van der Zwaag S, Sloof WG (2012). "Multiple crack healing of a Ti₂AlC ceramic". Journal of the European Ceramic Society. 32 (8): 1813–20. doi:10.1016/j.jeurceramsoc.2012.01.017.
129. Farle AS, Kwakernaak C, van der Zwaag S, Sloof WG (2015). "A conceptual study into the potential of Mn+1AXn-phase ceramics for self-healing of crack damage". Journal of the European Ceramic Society. 35: 37–45. doi:10.1016/j.jeurceramsoc.2014.08.046.
130. Nakao W, Takahashi K, Ando K (2009-01-20). Self-Healing materials, Design, strategies and applications. Wiley-VCH Verkag GmbH & Co KGaA. p. 188. ISBN 978-3-527-31829-2.
131. Nakao W, Abe S (2012). "Enhancement of the self-healing ability in oxidation induced self-healing ceramic by modifying the healing agent". Smart Materials and Structures. 21 (2): 025002. Bibcode:2012SMaS...21b5002N. doi:10.1088/0964-1726/21/2/025002.
132. Nakao W, Takahashi K, Ando K (2007). "Threshold stress during crack healing treatment of structural ceramics having crack healing ability". Material Letters. 61 (13): 2711–13. doi:10.1016/j.matlet.2006.04.122.
133. Ando K, Kim BS, Chu MC, Saito S, Takahashi K (2004). "Crack-healing and Mechanical Behaviour of Al2O3/Sic composites at elevated temperature". Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct. 27 (7): 533–41. doi:10.1111/j.1460-2695.2004.00785.x.
134. Lumley RN, Morton AJ, Polmear IJ (2002). "Enhanced creep performance in an Al-Cu-Mg-Ag alloy through underageing". Acta Materialia. 50 (14): 3597–3608. doi:10.1016/S1359-6454(02)00164-7.
135. Laha K, Kyono J, Kishimoto S, Shinya N (2005). "Beneficial effect of B segregation on creep cavitation in a type 347 austenitic stainless steel". Scripta Materialia. 52 (7): 675–78. doi:10.1016/j.scriptamat.2004.11.016.
136. Laha K, Kyono J, Shinya N (2007). "An advanced creep cavitation resistance Cu-containing 18Cr-12Ni-Nb austenitic stainless steel". Scripta Materialia. 56 (10): 915–18. doi:10.1016/j.scriptamat.2006.12.030.
137. He SM, Van Dijk NH, Schut H, Peekstok ER, van der Zwaag S (2010). "Thermally activated precipitation at deformation-induced defects in Fe-Cu and Fe-Cu-B-N alloys studied by positron annihilation spectroscopy". Physical Review. B 81 (9): 094103. Bibcode:2010PhRvB..81i4103H. doi:10.1103/PhysRevB.81.094103.
138. He SM, Van Dijk NH, Paladugu M, Schut H, Kohlbrecher J, Tichelaar FD, Van der Zwaag S (2010). "In situ determination of aging precipitation in deformed Fe-Cu and Fe-Cu-B-N alloys by time-resolved small-angle neutron scattering". Physical Review. B 82 (17): 174111. Bibcode:2010PhRvB..82q4111H. doi:10.1103/PhysRevB.82.174111.
139. Zhang S, Kohlbrecher J, Tichelaar FD, Langelaan G, Brück E, Van Der Zwaag S, Van Dijk NH (2013). "Defect-induced Au precipitation in Fe–Au and Fe–Au–B–N alloys studied by in situ small-angle neutron scattering". Acta Materialia. 61 (18): 7009–19. doi:10.1016/j.actamat.2013.08.015.
140. Zhang S, Kwakernaak C, Sloof W, Brück E, van der Zwaag S, van Dijk N (2015). "Self Healing of Creep Damage by Gold Precipitation in Iron Alloys". Advanced Engineering Materials. 17 (5): 598–603. doi:10.1002/adem.201400511.
141. Embaye NB, Ramini SK, Kuzyk MG (August 2008). "Mechanisms of reversible photodegradation in disperse orange 11 dye doped in PMMA polymer". The Journal of Chemical Physics. 129 (5): 054504. arXiv:0808.3346. Bibcode:2008JChPh.129e4504E. doi:10.1063/1.2963502. PMID 18698911. S2CID 16251414.
142. Ramini SK, Dawson N, Kuzyk MG (2011-10-01). "Testing the diffusion hypothesis as a mechanism of self-healing in Disperse Orange 11 doped in poly(methyl methacrylate)". JOSA B. 28 (10): 2408–12. arXiv:1106.2732. Bibcode:2011JOSAB..28.2408R. doi:10.1364/JOSAB.28.002408. ISSN 1520-8540. S2CID 118576642.
143. Ramini SK, Kuzyk MG (August 2012). "A self healing model based on polymer-mediated chromophore correlations". The Journal of Chemical Physics. 137 (5): 054705. arXiv:1205.0481. Bibcode:2012JChPh.137e4705R. doi:10.1063/1.4739295. PMID 22894369. S2CID 5512565.
144. Yang Z, Wei Z, Le-ping L, Hong-mei W, Wu-jun L (2011). "The self-healing composite anticorrosion coating". Physics Procedia. 18: 216–21. Bibcode:2011PhPro..18..216Y. doi:10.1016/j.phpro.2011.06.084. ISSN 1875-3892.
145. Zhu M, Rong MZ, Zhang MQ (2014). "Self-healing polymeric materials towards non-structural recovery of functional properties". Polymer International. 63 (10): 741–49. doi:10.1002/pi.4723.
146. Pacheco J, Šavija B, Schlangen E, Polder RB (2014). "Assessment of cracks in reinforced concrete by means of electrical resistance and image analysis". Construction and Building Materials. 65: 417–26. doi:10.1016/j.conbuildmat.2014.05.001.
147. Mauldin TC, Kessler MR (2010). "Self-healing polymers and composites". International Materials Reviews. 55 (6): 317–46. doi:10.1179/095066010X12646898728408.
148. "Self-healing elastomer enters industrial production". www.arkema.com. Retrieved 2015-12-13.
149. Bourzac K (December 12, 2008). "First Self-Healing Coatings". technologyreview.com. Retrieved 18 November 2016.
150. Rincon P (30 October 2010). "Time to heal: The materials that repair themselves". BBC. Retrieved 19 May 2013.

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