Modelización multiescala del comportamiento interfacial nanoparticula-matriz en nanocomposites poliméricos de grafeno

El grafeno es un material en auge que está causando un gran impacto en diversos campos de investigación. El grafeno muestra unas excelentes propiedades mecánicas, térmicas, eléctricas y ópticas que hacen del mismo un material muy atractivo para múltiples aplicaciones, una de las cuales son los nanocomposites poliméricos. Desde el punto de vista teórico, la adición de grafeno sobre una matriz polimérica mejora considerablemente las propiedades mecánicas, eléctricas y térmicas. Sin embargo, desde el punto de vista experimental, no se ha conseguido los niveles de mejora esperados. Este fenómeno, se puede explicar por dos causas: una, la debilidad de la interfaz matriz-nanopartícula, y dos, por las desalineaciones o incorrecta dispersión del grafeno. Este trabajo muestra el desarrollo de una herramienta que considera el comportamiento, a nivel nanométrico, de la interfaz matriz-nanopartícula, incluyendo el daño existente en ésta, de modo que se pueden reproducir fenómenos detectados experimentalmente a nivel macrométrico, como la pérdida de rigidez con la deformación o el efecto de la desalineación de las nanopartículas. No existen a fecha de hoy muchos modelos teóricos con esta capacidad y correlación con los experimentos disponibles en la literatura. Se basa en el uso de mapas de daño, que permiten la homogeneización de las propiedades mecánicas en la interfaz, lo cual desbloquea el problema de capacidad de cálculo existente si se desea utilizar el modelo CZM a escala macrométrica