Materiais Avançados

Nanofibras superam coletes à prova de balas

Nanofibras mais fortes que coletes à prova de balas
O segredo da força desses cabos parece estar na eletricidade gerada entre as fibras quando elas são tensionadas e esticadas. [Imagem: Mahmoud Baniasadi et al. - 10.1021/am508812a]

Eletricidade estática

Explorando as propriedades eletromecânicas de nanofibras especiais, pesquisadores produziram um material que é mais forte do que os coletes à prova de balas, e ainda é totalmente elástico.

As nanofibras conseguem absorver até 98 joules por grama, em comparação com 80 joules por grama do conhecido Kevlar.

Ainda assim, elas podem ser esticadas até 7 vezes o seu comprimento.

As fibras foram inspiradas no colágeno encontrado no interior dos ossos, mas são produzidas a partir de dois polímeros, chamados PVDF (fluoreto de polivinilideno) e PVDF-TrFE (fluoreto de polivinilideno trifluoretileno).

As fibras produzidas pela mescla dos dois polímeros são trançadas para formar cabos mais resistentes, da mesma forma como são feitas as cordas tradicionais.

"Nós reproduzimos [o processo de formação dos colágenos] nas nanofibras manipulando a criação de cargas elétricas para gerar um material forte, flexível e leve," disse Majid Minary, da Universidade do Texas em Dallas, nos Estados Unidos.

Autorreforço

O segredo da força desses cabos parece estar na eletricidade gerada entre as fibras quando elas são tensionadas e esticadas, o que gera uma espécie de autorreforço, uma atração entre as fibras que é 10 vezes mais forte do que uma ligação de hidrogênio.

"Nós acreditamos que essa flexibilidade e resistência, modeladas com base nos ossos humanos, são geradas pela eletricidade que emerge quando as nanofibras são tecidas," acrescentou Minary. "Nosso experimento é uma prova de conceito de que nossas estruturas podem absorver mais energia antes de falhar do que os materiais usados em coletes à prova de balas."

Agora a equipe vai se dedicar a levar suas fibras para um tear a fim de produzir tecidos grandes que possam ser avaliados para aplicações práticas.

Bibliografia:

High-Performance Coils and Yarns of Polymeric Piezoelectric Nanofibers
Mahmoud Baniasadi, Jiacheng Huang, Zhe Xu, Salvador Moreno, Xi Yang, Jason Chang, Manuel Angel Quevedo-Lopez, Mohammad Naraghi, Majid Minary-Jolandan
Applied Materials & Interfaces
Vol.: 7 (9): 5358
DOI: 10.1021/am508812a




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