Uma equipe liderada pelo professor Wang Huaiyuan, da Escola de Engenharia Química da Universidade de Tianjin, desenvolveu com sucesso uma nova resina epóxi que combina resistência a altas-temperaturas, alta resistência e tenacidade, além de reciclabilidade por meio de um design inovador de estrutura molecular, quebrando o antigo-dilema de desempenho que tem atormentado a indústria. Os resultados relevantes da pesquisa foram publicados recentemente na revista internacional *Advanced Materials*. A resina epóxi, devido às suas excelentes propriedades adesivas, resistência mecânica e resistência à corrosão química, é amplamente utilizada em áreas estratégicas como novas energias e embalagens eletrônicas. É um material-chave indispensável na fabricação moderna-de alta qualidade, muitas vezes referido como o "esqueleto invisível" da indústria moderna, com um tamanho de mercado global superior a US$ 13 bilhões. No meu país, a resina epóxi também é um importante material de base para a fabricação de pás de turbinas eólicas. No entanto, à medida que os equipamentos de energia eólica entram gradualmente no seu período de desmantelamento, são geradas anualmente aproximadamente 5.800 toneladas de resíduos de materiais compósitos de resina epóxi, que atualmente dependem principalmente de aterros ou incineração para eliminação, causando não só desperdício de recursos, mas também pressão ambiental. O principal desafio na reciclagem da resina epóxi está no desempenho do “dilema da gangorra”. As resinas epóxi tradicionais, após a cura, formam uma estrutura de rede tri-dimensional, semelhante a uma "rede de pesca inquebrável". Alcançar um equilíbrio entre alta resistência, alta resistência ao calor, tenacidade e processabilidade é sempre um desafio-o endurecimento requer o sacrifício da resistência ao calor, enquanto melhorar a resistência ao calor leva à fragilidade. Isso não apenas limita sua aplicação em ambientes extremos, mas também se torna um gargalo central para a produção doméstica e a ecologização de resinas epóxi-de alta qualidade. A equipe do professor Wang Huaiyuan começou a partir da fonte do design molecular, incorporando habilmente "pares de íons ácido-base" reversíveis na rede rígida de resinas epóxi tradicionais. Esses pares de íons desempenham um papel duplo no material: ambos são “amortecedores em miniatura” que absorvem a energia do impacto e “catalisadores inteligentes” que iniciam a recombinação de ligações em altas temperaturas. Esse projeto permite que o novo material mantenha resistência ultra-alta (78 MPa) e resistência ao calor (temperatura de transição vítrea superior a 245 graus Celsius), ao mesmo tempo em que atinge uma resistência à fratura de 8,2 megajoules por metro cúbico. Em comparação com materiais de resina epóxi de alta qualidade disponíveis comercialmente, a resistência ao calor do novo material foi melhorada em aproximadamente 15%, enquanto sua resistência à fratura foi aumentada em quase três vezes. Embora mantenha essas propriedades excelentes, o novo material também possui capacidades de auto-recuperação e reciclabilidade que faltam nas resinas epóxi tradicionais. "Pela primeira vez, alcançamos forma programável e degradação química em uma resina epóxi termofixa de alto-desempenho", disse Wang Huaiyuan. “Experiências mostram que este material pode ser reprocessado e reciclado fisicamente diversas vezes, com degradação de desempenho não superior a 10%.” Isso quebra a limitação das resinas epóxi tradicionais que são "fixadas permanentemente após uma-cura". Com base em suas propriedades exclusivas, a equipe preparou com sucesso um revestimento composto superhidrofóbico e de alta condutividade térmica-com um ângulo de contato com a água próximo a 150 graus-por meio de um processo simples de-prensagem a quente. A adição de enchimento de nitreto de boro melhora significativamente a condutividade térmica, enfrentando os desafios de dissipação de calor de estações base 5G e chips de alto-desempenho, e fornecendo suporte para a atualização de-indústrias de materiais de alta qualidade sob a meta de "carbono duplo". No futuro, no sector da energia eólica, espera-se que a sua reciclabilidade resolva o problema da eliminação de pás retiradas; no setor de veículos de nova energia, suas vantagens de alta resistência, tenacidade e resistência a altas-temperaturas podem ajudar a atualizar os equipamentos para serem leves, ao mesmo tempo que oferecem amplas perspectivas para a substituição doméstica de resinas epóxi-de alta qualidade.
