Materiais Avançados

Compósitos regeneram-se como rabos de lagartixa

Compósitos regeneram-se como rabos de lagartixa
O polímero cortado ao meio (esquerda) efetivamente regenera-se, formando uma parte nova espontaneamente. [Imagem: Anna Balazs Group]

Autorregeneração

Quando uma cadeira quebra uma perna ou seu telefone celular se parte no chão, eles precisam ser consertados ou substituídos.

Mas e se esses materiais pudessem ser programados para se regenerar, recompondo suas partes quebradas ou "cicatrizando-se" por si mesmos?

Essas possibilidades começaram a se tornar viáveis graças ao trabalho da equipe da Dra. Anna Balazs, da Universidade de Pittsburgh, nos Estados Unidos.

Balazs já havia feito um gel pulsante que ouve, fala e anda e colocado seus géis para se movimentar impulsionados pela luz.

Agora sua equipe desenvolveu um novo gel polimérico que permite que materiais complexos se regenerem.

"Embora outros [pesquisadores] já tenham desenvolvido materiais que podem consertar pequenos defeitos, não há nenhuma pesquisa publicada com relação a sistemas que possam regenerar partes cortadas de um material," disse ela.

"Isso tem um tremendo impacto sobre a sustentabilidade porque você poderia potencialmente estender a vida útil de um item dando-lhe a capacidade de se regenerar quando danificado. Este é um dos cálices sagrados da ciência dos materiais," completou Balazs.

Cascateamento dinâmico

A inspiração para a criação dos géis autorregenerativos veio dos processos biológicos que ocorrem em algumas espécies de animais, que regeneram membros decepados.

O material é um híbrido composto de nanobastões incorporados em um polímero, o qual é circundado por uma solução contendo monômeros e agentes de reticulação - moléculas que ligam uma cadeia de polímero a outra -, a fim de replicar o fenômeno biológico, que os cientistas chamam de "cascateamento dinâmico".

Quando uma parte do gel é cortada, os nanobastões nas proximidades do corte agem como sensores e migram para a nova interface, ficando lá por força de cadeias funcionalizadas colocadas em uma de suas extremidades - essas cadeias são chamadas de "saias".

A reunião de todos os componentes inicia uma reação de polimerização com os monômeros e os agentes de reticulação.

Os pesquisadores planejam agora otimizar e acelerar o processo, fortalecendo ainda as ligações entre a parte nova e a parte antiga do gel.

Para isso, eles já encontraram outra inspiração na natureza, nas sequoias gigantes.

"Uma sequoia tem um sistema radicular superficial, mas quando elas crescem perto umas das outras o sistema radicular se entrelaça para dar apoio e contribuir para o seu enorme crescimento. Da mesma forma, as 'saias' nos nanobastões podem fornecer uma força adicional para o material regenerado," disse Balazs.

Bibliografia:

Harnessing Interfacially-Active Nanorods to Regenerate Severed Polymer Gels
Xin Yong, Olga Kuksenok, Krzysztof Matyjaszewski, Anna C. Balazs
Nano Letters
Vol.: Article ASAP
DOI: 10.1021/nl403855k




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