Borracha térmica adapta-se ao formato do objeto para manter calor ou frio

Redação do Site Inovação Tecnológica - 12/07/2022

É uma espécie de isopor flexível e moldável.
[Imagem: Mohsin Ali Badshah et al. - 10.1038/s41893-022-00847-2]

Biomimetismo

À primeira vista, o material cinza parecido como uma borracha não parece impressionar muito, mesmo esticando-se mais do que o dobro do seu tamanho original, já que isto parece ser o que se deve esperar desse tipo de material.

Mas então Mohsin Badshah e seus professores da Universidade da Califórnia de Irvine começam explicando que essa espécie de borracha não apenas é reciclável, mas também não é tóxica, é antibacteriana e consegue manter sua resistência e, mais importante, sua capacidade de regulação de temperatura, mesmo depois de esticada.

Na verdade, o material foi desenvolvido tentando imitar a pele das lulas. E o grande feito da equipe foi justamente manter essa capacidade de controle da temperatura em um material totalmente flexível.

Assim, em vez de placas rígidas de poliestireno expandido, por exemplo, torna-se possível criar isolamentos térmicos que se acomodam perfeitamente aos objetos, sejam copos de bebidas, sacolas de restaurante, caixas de encomendas ou até mesmo contêineres.

"Qualquer coisa que seja perecível, qualquer coisa que precise de uma temperatura controlada, vem com uma quantidade incrível de embalagem," ilustrou o professor Alon Gorodetsky. "A aplicação [do nosso material] foi realmente motivada por pensar nesse problema fundamental, porque a embalagem de alimentos gera muito desperdício. E o número de pacotes que todos recebem em suas casas aumentou em mais de uma ordem de grandeza. Para onde vai tudo isso depois? Ficará em aterros por centenas de anos, basicamente."

O controle que a lula usa para mudar de cor foi usado para lidar com a radiação infravermelha (calor), em vez da luz visível.
[Imagem: Mohsin Ali Badshah et al. - 10.1038/s41893-022-00847-2]

Borracha termoisolante

Uma embalagem de alimentos precisa manter os itens quentes quentes, os itens frios frios e ter uma superfície externa bastante neutra, para facilitar o manuseio.

Foi aí que entrou a humilde lula: A expansão e contração dos cromatóforos na pele de uma lula, que ela usa para mudar de cor, altera a reflexão e a transmissão da luz visível, e essas mudanças ajudam o cefalópode a se comunicar e camuflar seu corpo para se esconder dos predadores. O que os pesquisadores fizeram foi adaptar essa capacidade de ajuste para que ela lide com a luz infravermelha, o calor, em vez da luz visível.

A equipe usou essa capacidade de ajuste para criar o que eles chamam de "termorregulação ajustável", o que eles conseguiram com um material compósito, formado por camadas de cobre e polímero, que pode ser feito com o mesmo custo das folhas aluminizadas usadas para proteção térmica de satélites espaciais.

A diferença, segundo a equipe, é que, em vez de um material isolante rígido, eles criaram algo que é totalmente maleável, algo como um "filme de isopor".

"Os compósitos relatados apresentam um baixo custo de material inicial, estimado de cerca de US$ 0,1 m^-2, tamanhos comparáveis aos de filmes plásticos metalizados comuns, a capacidade de modular a transmitância infravermelha em mais de 20 vezes e fluxos de calor em >30 W m^-2. Além disso, os compósitos demonstram excelente desempenho em cenários práticos de embalagem de rotina, como exemplificado por sua capacidade de controlar o resfriamento de uma bebida quente modelo dentro de um recipiente de papel padrão usado diariamente," escreveu a equipe.

"O interessante é que as medições que fizemos foram completamente validadas pelos cálculos teóricos, o que nos diz que a física por trás da ideia é realmente sólida. Isso é um motivador muito bom para nós fazermos mais estudos," completou a pesquisadora Aleksandra Strzelecka.

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