Cerámicas autorreparables: una tecnología en fase de desarrollo

Los materiales autorreparables se clasifican dentro de los denominados materiales inteligentes, es decir, materiales capaces de responder de forma adaptativa frente a un estímulo externo de naturaleza física o química, como puede ser un cambio de temperatura o humedad, o la aplicación de luz, un campo eléctrico o un esfuerzo mecánico. En el caso que nos ocupa, los denominados materiales autorreparables, el mecanismo es análogo al que tiene lugar en el cuerpo humano y otros organismos vivos. Así, estos materiales son capaces de regenerarse de forma automática, reparando daños como grietas causadas por la fatiga, cuya propagación conduce irremediablemente al deterioro de sus propiedades.

Este proceso, mediante el cual el material es capaz de recuperar tanto su integridad como su funcionalidad, resulta especialmente interesante en el caso de las cerámicas, puesto que, dada su fragilidad inherente, la propagación de microgrietas limita considerablemente su aplicación como componentes estructurales. Uno de los mecanismos más comunes de reparación en materiales cerámicos implica la reacción química entre las partículas de las paredes de la grieta y el oxígeno del aire a alta temperatura. De esta manera, tiene lugar la formación de partículas de óxidos que quedan adheridas a las paredes y rellenan el volumen de la grieta, de forma análoga al proceso de coagulación de la sangre en una herida.

Sin embargo, tal y como se recoge en el trabajo de revisión elaborado por Aouadi y cols., existen otros mecanismos de regeneración de materiales cerámicos que, a pesar de que se encuentran en una fase incipiente de desarrollo, se postulan como una potente alternativa a la reparación inducida por oxidación que requiere elevadas temperaturas de trabajo. Este sería, por ejemplo, el caso de la anodización o deposición electrolítica que generaría las partículas de óxido necesarias para sellar la grieta mediante la aplicación de una corriente eléctrica.

Finalmente, cabe mencionar que el interés despertado por estos materiales, más allá de un evidente ahorro energético y un incremento de la seguridad y fiabilidad en su uso, se debe a que se alinean con el paradigma de la economía circular, siendo necesaria una convergencia entre los materiales autorreparables y el reciclaje para así poder consolidar un nuevo modelo de negocio completamente circular.