Resistência e tenacidade
Superando
o histórico conflito entre alta resistência e tenacidade no design de
materiais, pesquisadores alemães conseguiram finalmente fabricar um fio
polimérico sintético com propriedades mecânicas raramente vistas fora do mundo
natural.
O
desenvolvimento promete abrir novos caminhos para o projeto e fabricação de
fibras poliméricas biomiméticas fortes e resistentes, úteis em uma ampla
variedade de aplicações, incluindo biomedicina, tecnologia espacial e têxtil.
Para
a maioria dos materiais sintéticos, existe um equilíbrio excludente entre
resistência e tenacidade, uma limitação que representa um desafio tecnológico
de longa data, cuja solução promete a criação de novas classes de materiais
avançados.
A
seda de aranha natural, por exemplo, é tipicamente citada por sua resistência
incomparável à deformação (alta resistência) e à fratura (alta tenacidade); no
entanto, a capacidade de criar fibras sintéticas que imitem as propriedades
mecânicas das fibras naturais das aranhas tem-se mostrado um desafio difícil de
superar.
Nanofibras
sintéticas individuais, que são simultaneamente fortes e resistentes, já foram
criadas a partir de polímeros pelo processo de eletrofiação, mas os fios são
extremamente finos e não se mostraram adequados até agora para aplicações no
mundo real.
Seda de aranha artificial
Xiaojian
Liao e seus colegas da Universidade de Bayreuth resolveram o problema
modificando o processo de fabricação baseado na eletrofiação. Em seus
experimentos, eles usaram fios de co-metilacrilato de poliacrilonitrila
modificados com uma pequena quantidade de poli(bisazida de etileno glicol
(PEG-BA)).
A
seguir, os fios foram esticados sob calor e deixados esfriar lentamente sob
tensão.
Segundo
os autores, esse processo de recozimento alinha as pequenas fibras do fio e as
interliga através das moléculas PEG-BA, dando ao fio resultante propriedades
comparáveis às da seda de aranha natural.
A
equipe pretende partir agora para fabricar quantidades maiores do material e
testar seu uso em aplicações reais. O desenvolvimento contou com a participação
da química brasileira Juliana Martins de Souza, formada pela Unicamp. In “Inovação
Tecnológica” - Brasil
Bibliografia:
Artigo: High strength in
combination with high toughness in robust and sustainable polymeric materials
Autores: Xiaojian Liao, Martin
Dulle, Juliana Martins de Souza e Silva, Ralf B. Wehrspohn, Seema Agarwal,
Stephan Förster, Haoqing Hou, Paul Smith, Andreas Greiner
Revista: Science
Vol.: 366 Issue 6471 pp.
1376-1379
DOI:
10.1126/science.aay9033
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