Desenvolupament de matrius polimèriques i biocompòsits entrecreuables per aplicació en impressió 3D

La producció massiva i la gestió deficient dels polímers d’origen fòssil representen una amenaça crítica per a la sostenibilitat global, fet que impulsa la cerca d’alternatives viables dins el marc de l’economia circular. En aquest escenari, el poli (àcid làctic) (PLA) destaca com un dels bioplàstics més prometedors gràcies a unes propietats funcionals comparables a les dels polímers petroquímics i a la seva òptima processabilitat mitjançant el modelatge per deposició fosa (FDM). No obstant això, el desplegament d'aquesta tècnica de manufacturació additiva en aplicacions d’enginyeria es troba limitat per la porositat i la marcada anisotropia estructural de les peces, causades per la deposició capa per capa. Com a conseqüència, la durabilitat i la integritat mecànica de les peces es veuen compromeses, relegant la tecnologia al prototipatge conceptual. Per superar aquesta barrera, aquesta investigació doctoral aborda una de les vies químiques més innovadores actuals: dotar al PLA d'una naturalesa autoreparadora basada en enllaços covalents dinàmics. L’eix central del treball ha estat la incorporació sintètica d'un derivat de la cumarina a l’estructura molecular del PLA. En una primera etapa, la irradiació ultraviolada i el tractament tèrmic indueixen el fotoentrecreuament de les cadenes polimèriques, millorant dràsticament les propietats tèrmiques, reològiques, mecàniques i l'estabilitat dimensional del material. Posteriorment, davant l’aparició de defectes, la reversibilitat inherent de les cumarines permet que els enllaços es trenquin de forma controlada i, en aplicar de nou el tractament, redimeritzin per reconnectar les cadenes, restaurant la funcionalitat de les peces FDM. Com a complement sinèrgic, la investigació planteja el reforç del sistema mitjançant fibres cel·lulòsiques tenyides, optimitzant el rendiment global de la matriu. En conclusió, el desenvolupament d’aquests materials representa un avenç clau per consolidar el PLA com una alternativa real i sostenible als polímers fòssils, impulsant l’ús de la tecnologia FDM per a la fabricació de peces finals.

Lectura de la tesi: 15/07/2026 a la Sala d'actes de l'Escola Politècnica Superior I (informació extreta de l’Agenda activitats de la web Escola de Doctorat).