Sobre a autorreparação (self-healing) de materiais, as diferentes abordagens possíveis para a conseguir, e o "Scratch Shield" da Nissan como exemplo de aplicação

A Nissan desenvolveu o "Scratch Shield", uma tinta que repara arranhões finos, 

restaurando superfícies pintadas perto de seu estado original 

um dia a uma semana após a agressão.

A autorreparação e os sistemas naturais como fonte de inspiração

Os materiais autorreparáveis não são mais uma ilusão e não estamos muito longe dos dias em que os materiais feitos pelo homem podem restaurar a sua integridade estrutural em caso de falha. Por exemplo, as rachaduras em edifícios podem fechar sozinhas ou os arranhões na carroceria podem recuperar sua aparência original brilhante por si só. Na verdade, isso é o que todos podem ver no caso da cura natural de feridas e cortes em espécies vivas. Praticamente todos os materiais são suscetíveis à degradação natural ou artificial e se deterioram com o tempo. No caso de materiais estruturais, o longo processo de degradação leva a microfissuras que causam uma falha. Portanto, o reparo é indispensável para aumentar a confiabilidade e a vida útil dos materiais. Embora os cientistas se sintam inspirados pelo processo natural de coagulação do sangue ou reparação de ossos fraturados, incorporar o mesmo conceito em materiais de engenharia está longe da realidade devido à natureza complexa dos processos de reparação em corpos humanos ou outros animais [1-6].

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Fonte: S.K. Ghosh, Self-healing Materials: Fundamentals, Design Strategies, and Applications, John Wiley & Sons, 2009.

Abordagens possíveis em soluções de autorreparação

Tipos de sistemas capazes de promvoer autorreparação

Duas classes distintas podem ser definidas: materiais autónomos na autorreparação e sistemas não autónomos. Os sistemas autónomos não requerem nenhum estímulo para operação (exceto na formação de danos). Estes mecanismos não requerem intervenção humana e são totalmente independentes. Eles assemelham-se mais a sistemas biológicos, que distribuem os agentes de reparação para regiões comprometidas assim que o dano é causado. Os sistemas não autónomos, por outro lado, requerem algum tipo de estímulo aplicado externamente (como calor ou luz) para habilitar uma função de reparação. No entanto, isto permite que o processo de reparação seja realizado de forma controlada.

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Fonte: Soft Robotic Toolkits 

Autorreparação & superhidrofobicidade

As últimas duas décadas testemunharam um rápido aumento do interesse de investigação em superfícies superhidrofóbicas devido ao seu enorme potencial de aplicação em soluções de autolimpeza [1-4], anticongelante [5-6], redução de atrito [7-8], transferência de calor [9-10], separação óleo / água [11-12] etc. Embora uma ampla gama de superfícies superhidrofóbicas tenham sido preparadas pela combinação de superfícies com micro / nanoestruturas e baixa energia superficial, geralmente sofrem de baixa durabilidade, pois sua repelência a líquidos pode ser facilmente danificada por erosão química ou mecânica [13-16]. 

Devido ao alto ângulo de contato e baixa histerese, as gotas de água deslizam 

facilmente para fora das superfícies super-hidrofóbicas. No entanto, danos à superfície 

geralmente levam a um aumento da histerese do ângulo de contato e, consequentemente, 

as gotículas aderem à superfície. Fonte

Uma rota promissora para resolver este problema é projetar superfícies superhidrofóbicas autoreparáveis ​​que podem restaurar a repelência a líquidos quando a sua hidrofobicidade superficial for destruída. Várias superfícies superhidrofóbicas com excelentes propriedades de autoreparação foram preparadas incorporando agentes de baixa energia superficial (por exemplo, fluoroalquilsilano, ácido perfluoro-octanóico ou octadecilamina) em superfícies porosas [16-22]. Assim que a camada superficial de baixa energia é decomposta, por exemplo, por ataque de plasma, os agentes de cura podem migrar dos poros internos para a superfície externa, restaurando assim a superhidrofobicidade dos materiais [23-24]. No entanto, o tempo de autoreparação das superfícies relatadas é relativamente longo, variando de várias horas a alguns dias [16-20], [25]. Recentemente, várias superfícies super-hidrofóbicas que podem recuperar rapidamente sua super-hidrofobicidade de danos indesejáveis ​​por estímulo elétrico ou aquecimento foram reportadas [26-32]. Embora os estímulos elétricos ou de calor possam acelerar a dinâmica de reparação, promovendo a migração de componentes de cura, a necessidade de introdução de equipamentos adicionais e entrada de energia externa limita as aplicações práticas destes materiais [33-34]. Portanto, é altamente desejável desenvolver superfícies super-hidrofóbicas autocuráveis ​​rápidas que possam restaurar espontaneamente a super-hidrofobicidade danificada na ausência de estímulos externos.

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Fonte: Y. Wang, Y. Liu, J. Li, L. Chen, S. Huang, X. Tian, Fast self-healing superhydrophobic surfaces enabled by biomimetic wax regeneration, Chemical Engineering Journal, 390 (2020) 124311.