El profesor Nikhil Kotakar, del Departamento de de Ingeniería Mecánica, Aeroespacial y Nuclear de Rensselaer,  ha desarrollado un nuevo método a base de [1] nanotubos de carbono para detectar y reparar cualquier grieta casi en cualquier estructura polimérica.

Al introducir en el polímero nanotubos de carbono eléctricamente conductores y monitorizando su resistencia eléctrica en diferentes puntos de la estructura, se puede precisar la situación y tamaño de la menor de las grietas. Una vez situada la fractura, Kotakar puede enviar una breve señal eléctrica a la zona para calentar los nanotubos y fundir un agente reparador añadido a la mezcla que sella la fractura.

Incluso la adición de una pequeña cantidad de nanotubos tiene un efecto endurecedor para los materiales plásticos. Los investigadores del [2] Rensselaer Polytechnic Institue han desarrollado una simple técnica para identificar y reparar, fracturas pequeñas pero potencialmente peligrosas  en las alas de los aviones y en otras muchas estructuras fabricadas mediante polímeros.

La mayoría de errores en cualquier estructura ingenieril se suelen deber a microgrietas que se extienden hasta alcanzar tamaños peligrosos y a la larga comprometen la integridad de la estructura. La solución que propone [3] Koratkar, permite un diagnóstico en tiempo real y no requiere ningún sensor externo o instrumentación compleja. Hasta hora se usaban [4] sensores ultrasónicos, que son unidades externas que requieren mucho tiempo para escudriñar la superficie completa.

El equipo de Koratkar fabricó una estructura de [5] resina epoxy, a la que se le añadió una cantidad de nanotubos igual al 1% de la masa total. Posteriormente, se mezcló bien para asegurarse de que los nanotubos se difundían  a través de la estructura. Los investigadores introdujeron en ésta una serie de alambres, en forma de rejilla,  que servían para medir la resistencia eléctrica y para aplicar distintos voltajes a la estructura. Al enviar una pequeña señal eléctrica a través de los nanotubos, los investigadores fueron capaces de medir la resistencia entre dos puntos cualesquiera de la rejilla. Luego, produjeron una grieta en la estructura y midieron la resistencia entre los dos puntos más  próximos de la rejilla. Como la corriente eléctrica ahora tenía que salvar la grieta para viajar desde un punto a otro, la resistencia aumentaba. Así, cuanto mayor era la grieta, mayor era la resistencia que se medía entre los dos puntos. Cuando se detecta una grieta, se puede aumentar el voltaje que atraviesa los nanotubos en un punto en concreto de la rejilla. Este voltaje extra genera calor, lo que a su vez derrite un agente reparador que se mezcló con la resina. Este agente fluye hasta la grieta donde se enfría, reparándola. Las estructuras ya arregladas son en un 70% igual de fuertes que las estructuras originales.  Lo novedoso de esta aplicación es el uso de nanotubos de carbono no sólo para detectar la grieta sino también para repararla.

Se espera que este sistema aumente la vida, seguridad, y eficacia de las estructuras poliméricas, que se usan en vez de metales cuando el peso es un factor a tener en cuenta. Por otro lado, los investigadores tienen también la evidencia de que los nanotubos influyen en la disminución de la tasa en la que las grietas de los polímeros se extienden.Actualmente, el equipo trabaja en la optimización del sistema, en su aplicación a estructuras mayores y en un análisis más exhaustivo de la resistencia eléctrica de la rejilla y de los nanotubos incrustados.