Super-elástico estica-se 21 vezes seu tamanho original

Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/09/2012

O hidrogel híbrido super-elástico distende-se até 21 vezes seu tamanho original antes de se rasgar.
[Imagem: Jeong-Yun Sun]

Hidrogel híbrido

Homem Borracha, Homem Elástico e Senhor Fantástico necessitarão de um upgrade urgente caso não queiram ficar obsoletos.

Cientistas da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, criaram um novo material capaz de se esticar até 21 vezes seu tamanho original sem se romper, e retornar ao seu estado inicial.

O material é um híbrido de poliacrilamida, o polímero usado para fazer lentes de contato, e o alginato, um extrato de algas marinhas muito usado na alimentação.

O resultado é tecnicamente um hidrogel, porque seu componente principal é a água. Contudo, isolados, esses dois materiais só conseguem esticar 1,2 vez o seu tamanho original.

Os dois polímeros, combinados na proporção de oito partes de poliacrilamida para uma parte de alginato, formam uma complexa rede de cadeias reticuladas cujas ligações cruzadas reforçam-se mutuamente.

Elasticidade máxima

A enorme vantagem do novo material em relação às borrachas tradicionais vai além da grande elasticidade.

A estrutura do hidrogel permite que o material conserte-se automaticamente de eventuais fraturas e rasgos durante o estiramento.

A porção de alginato do gel é composta por cadeias poliméricas que formam ligações iônicas fracas entre si, capturando íons de cálcio adicionados à água durante o processo de fabricação.

Quando o gel é esticado, algumas dessas ligações entre as cadeias quebram-se, abrindo-se como um zíper, liberando o cálcio. Como resultado, o gel expande-se, mas as cadeias poliméricas propriamente ditas permanecem intactas.

Com um grande rasgo no centro, o super-elástico distendeu-se 17 vezes.
[Imagem: Jeong-Yun Sun]

Enquanto isso, as cadeias de poliacrilamida formam uma estrutura em rede que se liga muito fortemente, por ligações covalentes, com as cadeias de alginato.

Além disso, se o gel sofrer um pequeno rasgo ao se distender, a rede de poliacrilamida ajuda a espalhar a força de tração por uma grande área, abrindo as ligações iônicas do alginato de forma distribuída.

E os cientistas demonstraram que, mesmo com um rasgo enorme, um grande buraco, o hidrogel híbrido ainda é capaz de se esticar 17 vezes sem se romper.

Uso biomédico

Finalmente, os dois materiais são biocompatíveis: um você come, o outro você coloca nos olhos, além do que ele é usado para separar fragmentos de DNA nos laboratórios de biologia.

Isto abre a possibilidade de uso médico do material super-elástico, por exemplo, como cartilagem artificial ou discos intervertebrais, além de curativos para recobrir e proteger ferimentos.

Outras aplicações incluem robôs flexíveis e músculos artificiais.

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