Los materiales autorreparables son sustancias que pueden reparar grietas estructurales u otros daños automáticamente, una capacidad que puede extender en gran medida la vida útil de un producto y, en algunos casos, ayudar a proteger a las personas de daños. Muchos productos de autorreparación se han inspirado en procesos biológicos que permiten que los cuerpos vivos se curen. Al observar la actividad curativa natural a nivel microscópico, los científicos han desarrollado múltiples métodos para replicar esta habilidad beneficiosa en sustancias artificiales. Hay varios tipos diferentes de productos autorreparables y se pueden utilizar múltiples enfoques para crear estos materiales. Independientemente de la estructura, los objetos autorreparables están diseñados para funcionar sin necesidad de intervención humana.
Un tipo de producto autorreparable se conoce como sistema microencapsulado. Estos materiales autorreparables están diseñados específicamente para reparar las minúsculas grietas que se producen en los polímeros. Este daño, a veces llamado «microfisuración», puede ser causado por desgaste mecánico o estrés térmico. Los materiales microencapsulados contienen un agente químico que está formulado para reconstruir y reforzar la estructura del polímero. Una capa de epoxi contiene estos químicos reforzantes dentro de pequeñas bolsas, y el agente comienza a extenderse cuando el daño estructural hace que las pequeñas cápsulas se rompan.
Los sistemas microvasculares son otra variedad de materiales autocurativos. Al igual que las soluciones microencapsuladas, este tipo de material utiliza un agente curativo que se mantiene contenido hasta que se necesita. Sin embargo, en lugar de esparcirse uniformemente por una superficie dentro de pequeñas cápsulas, los químicos útiles se colocan en “venas” artificiales o canales que forman un panal de abejas en el material. Esta estructura en forma de vena permite que los productos químicos se bombeen continuamente a un área agrietada, lo que ayuda a prevenir daños continuos.
Un tercer método que puede usarse para crear materiales autorreparables emplea polímeros mecanoquímicamente activos. Este enfoque es similar a la forma en que los huesos humanos comienzan a repararse después de romperse. Con este método, se crean polímeros que contienen grupos de moléculas llamadas «mecanóforos». Estos grupos son naturalmente propensos a conectarse con otras moléculas similares. Cuando un polímero se ve afectado por la tensión, los mecanóforos incrustados forman un vínculo estructural, muy parecido a dos piezas de sujetadores de Velcro® que se juntan a la fuerza.
Los materiales autorreparables tienen muchas aplicaciones prácticas. Los científicos han experimentado con superficies de naves espaciales que sellan automáticamente las peligrosas rupturas causadas por impactos de meteoritos o desechos espaciales. Los aviones también pueden beneficiarse de estas sustancias y pueden beneficiarse de la resistencia a las grietas en las superficies de control. Estos tipos de materiales también se pueden usar en productos similares al caucho sintético, con el fin de prevenir el desgaste y mejorar la vida útil de la banda de rodadura.