Tecido inspirado nos pêlos do urso polar aquece mais que qualquer agasalho

Redação do Site Inovação Tecnológica - 31/01/2024

Ao contrário das tentativas anteriores, as fibras com núcleo de aerogel ficaram maleáveis e muito resistentes.
[Imagem: Mingrui Wu et al. - 10.1126/science.adj8013]

Agasalho de urso polar

Inspirando-se nos pêlos do urso polar, cientistas criaram um material ultraleve em forma de fibras que podem ser tecidas para criar roupas isolantes tão quentes quanto os melhores agasalhos contra o frio, só que com um quinto da espessura desses agasalhos estado da arte.

O material, que é forte, elástico, pode ser tingido e lavado sem apresentar sinais de degradação, foi desenvolvido por Mingrui Wu e colegas da Universidade Zhejiang, na China.

A base da nova fibra é o conhecido aerogel, o material sólido mais leve que existe. São géis sintéticos nos quais um dos componentes líquidos é substituído por um gás. O material fica extremamente leve e com uma condutividade térmica muito baixa.

Mas fabricar essas "espumas sólidas" na forma de fibras era um desafio que ninguém havia conseguido vencer porque as fibras tendem a ficar extremamente quebradiças.

Foi aí que Wu e seus colegas voltaram sua atenção para os pêlos dos ursos polares, que possuem uma casca muito densa e um interior poroso. Eles então imitaram essa arquitetura encapsulando fibras de aerogel em uma camada fina e elástica de poliuretano termoplástico, criando um material mecanicamente robusto e, sobretudo, flexível.

Imagens de microscopia eletrônica de um pêlo de urso polar (esquerda) e da nova fibra de aerogel encapsulado (direita).
[Imagem: Mingrui Wu et al. - 10.1126/science.adj8013]

Fibras de aerogel encapsulado

A técnica envolve primeiro congelar e fiar uma solução de polímero de quitosana, que é moldada em uma fibra contínua. Essa fibra é então liofilizada e revestida com uma solução de termoplástico.

Mais do que eliminar a característica quebradiça do aerogel, a fibra de aerogel encapsulado na verdade retorna ao seu formato original depois de ser esticada até 1000%. Além disso, elas são muito fortes e resistentes, com uma única fibra de 500 micrômetros de diâmetro conseguindo levantar um peso de 500 g.

Um casaco tecido com essas fibras ficou cinco vezes mais fino do que uma jaqueta comercial, mas proporcionou o mesmo calor quando testado em um ambiente de -20°C.

O desafio agora é passar os processos para a escala industrial, já que a equipe usou procedimentos que funcionam bem em laboratório, mas não têm rendimento suficiente para viabilizar economicamente os tecidos de fibra de aerogel.

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