Borracha torna-se 10 vezes mais resistente a rachaduras

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/05/2025

As cadeias poliméricas mais longas resistem a um corte inicial que teria feito a borracha partir-se dez vezes antes.
[Imagem: SEAS]

Borracha mais resistente

Se você usar uma lupa para observar cuidadosamente um elástico quando ele é esticado até o limite, você verá que a borracha começa a rachar em vários lugares a partir da borda, até que uma dessas rachaduras finalmente atinja a borda oposta, fazendo com que o elástico se rompa.

Mas uma nova borracha que acaba de ser sintetizada permitirá que você a estique até 10 vezes mais antes que a rachadura a faça romper-se.

Guodong Nian e colegas da Universidade de Harvard, nos EUA, desenvolveram uma maneira de industrializar a borracha natural de modo que ela retenha suas principais propriedades de elasticidade e durabilidade, ao mesmo tempo em que melhora muito sua capacidade de resistir a rachaduras, mesmo após repetidos ciclos de uso.

Derivada do látex de borracha natural, a substância do leite da seringueira (Hevea brasiliensis), a borracha hoje é colhida, coagulada, seca, misturada com aditivos, moldada e finalmente aquecida para desencadear a vulcanização. Esse processo cria cadeias curtas de polímeros dentro do material que são densamente reticuladas (ligadas quimicamente).

Os pesquisadores modificaram esse processo secular de modo a induzir uma transformação mais suave, que preserva as longas cadeias poliméricas em seu estado natural, em vez de cortá-las em cadeias mais curtas. Semelhante a um espaguete emaranhado, a borracha com cadeiras longas apresenta maior durabilidade, com os emaranhamentos superando o número de ligações cruzadas. A equipe chama sua técnica de "emaranhador".

"Usamos um método de processamento de baixa intensidade, baseado em métodos de processamento de látex, que preservou as longas cadeias de polímero," reforçou Nian.

Com o emaranhador, um longo fio de polímero na ponta de uma fissura desconcentra o estresse em uma longa distância.
[Imagem: Guodong Nian et al. - 10.1038/s41893-025-01559-z]

Espaguetificação

Como o emaranhador da borracha, um longo fio de polímero na ponta de uma rachadura desconcentra o estresse em uma longa distância, tornando o material mais resistente ao crescimento de rachaduras do que a borracha natural comum.

Quando uma rachadura se forma na nova borracha, os longos fios do "espaguete" distribuem a tensão ao deslizar uns sobre os outros, permitindo que mais borracha cristalize à medida que ela estica, tornando o material mais forte e resistente a rachaduras.

A borracha ficou quatro vezes mais resistente ao crescimento lento de fissuras durante o estiramento repetido. No geral, ela ficou 10 vezes mais resistente. "Imaginamos que as propriedades seriam melhoradas talvez duas ou três vezes, mas na verdade elas foram melhoradas em uma ordem de magnitude," disse o professor Zheqi Chen.

Mas ainda restam desafios a serem superados: O novo processamento envolve uma grande quantidade de evaporação de água, produzindo um volume de material menor do que o desejável para produtos como pneus. No estágio atual, ele seria mais adequado para produtos finos de borracha, como luvas ou preservativos. Outras possibilidades que o novo processo abre são componentes eletrônicos flexíveis ou peças robóticas macias.

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