Mecânica

Minerais flexíveis criam armaduras antichoque e antiperfuração

Minerais flexíveis criam armaduras antichoque e antiperfuração
As dimensões nanométricas dos cristais de calcita facilitam sua integração com o material biológico, evitando a característica quebradiça dos minerais naturais.[Imagem: Tremel Group/JGU]

Espículas

Salvo algumas exceções, minerais são rochas duras e quebradiças.

Mas cientistas alemães demonstraram que mesmo minerais que são naturalmente assim, podem ser sintetizados para serem quase tão flexíveis quanto uma mola.

Uma equipe da Universidade Johannes Gutenberg de Mainz e do Instituto Max Planck foi buscar inspiração no esqueleto das esponjas do mar para fabricar de forma sintética os minerais flexíveis.

A equipe criou um material híbrido mineral-orgânico com um teor mineral de cerca de 90%, mas que é extremamente flexível.

Eles imitaram elementos estruturais - conhecidos como espículas -, encontrados na maioria das esponjas marinhas, usando o mineral natural carbonato de cálcio e uma proteína extraída das próprias esponjas.

As espículas dão suporte estrutural para as esponjas e as protegem contra os predadores. São estruturas duras, espinhosas, e muito difíceis de cortar, mesmo com uma faca.

Por isso, as espículas das esponjas têm sido vistas como um exemplo perfeito de um sistema de defesa leve, resistente e quase impenetrável, inspirando engenheiros que buscam criar armaduras e materiais à prova de balas.

Híbrido mineral-orgânico

Contudo, mesmo sendo duros e resistentes, os minerais naturais são quebradiços, frágeis como porcelana.

Essa deficiência foi superada adicionando uma pitada de material orgânico aos minerais.

Além de mais resistente, o mineral flexível dobra-se com uma flexibilidade semelhante à da borracha.

As espículas sintéticas podem ser facilmente dobradas em forma de U, sem quebrar ou apresentar quaisquer sinais de fratura.

Esta característica incomum deve-se principalmente às substâncias orgânicas, que compõem cerca de 10% do novo material híbrido, 10 vezes mais do que as espículas naturais.

Os pesquisadores agora pretendem começar a explorar usos práticos do novo material, sobretudo na criação de revestimentos protetores antichoque e antiperfuração.

Bibliografia:

Flexible Minerals: Self-Assembled Calcite Spicules with Extreme Bending Strength
Filipe Natalio, Tomas P. Corrales, Martin Panthöfer, Dieter Schollmeyer, Ingo Lieberwirth, Werner E. G. Müller, Michael Kappl, Hans-Jürgen Butt, Wolfgang Tremel
Science
Vol.: 339 no. 6125 pp. 1298-1302
DOI: 10.1126/science.1216260




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