Cientistas da Universidade de Cambridge, na Inglaterra, desenvolveram um novo material gelatinoso que pode suportar o equivalente ao peso de um elefante sobre ele. Com 80% de sua estrutura feita à base de água, a “supergeleia” retorna a sua forma original após ser submetida à pressões extremamente altas.

A substância macia e resistente age como um vidro ultraduro e praticamente inquebrável quando comprimida, podendo ser aplicada em sistemas de robótica leve, bioeletrônica ou para substituir cartilagens desgastadas entre os ossos do corpo humano, com a vantagem de aguentarem cargas muito maiores.

“A forma como os materiais se comportam, sejam eles macios ou duros, quebradiços ou fortes, depende de sua estrutura molecular. Os hidrogéis elásticos têm muitas propriedades interessantes, como sua resistência e capacidade de autocura. Mas fazer hidrogéis que resistam à compressão sem serem esmagados é um desafio”, explica o professor de química Zehuan Huang, autor principal do estudo.

Ligações cruzadas

O segredo da resistência e da maleabilidade da supergeleia está na sua estrutura molecular e na rede de polímeros mantidos unidos por uma série de interações químicas reversíveis, ajustadas para controlar as propriedades mecânicas do gel, conhecidas como ligações cruzadas de alto teor.

Os pesquisadores usaram moléculas em forma de barril, chamadas cucurbiturilos, para fazer um hidrogel com essas características até então desconhecidas. Esses cucurbiturilos contêm duas moléculas em sua cavidade principal, formando compostos parecidos com algemas moleculares.

“Nós projetamos moléculas que preferem permanecer dentro da cavidade por mais tempo do que o normal, o que mantém a rede de polímero firmemente ligada e, consequentemente, garantindo uma resistência muito maior quando a compressão é aplicada sobre o material”, acrescenta a engenheira química Jade McCune, coautora do estudo.

Resistência controlada

Ao criar os cucurbiturilos, os cientistas descobriram que essa resistência à compressão poderia ser facilmente controlada mudando a estrutura química das moléculas que permanecem dentro das algemas. Com isso, o desempenho mecânico do hidrogel pode variar para estados semelhantes ao da borracha ou do vidro.

No futuro, o material poderá ser usado como sensor de pressão para o monitoramento em tempo real de ações como ficar em pé, andar, correr e pular. Esse dispositivo poderia se deformar para fazer as medições e, logo em seguida, retornar à sua forma original para ser utilizado por diversas vezes.

“Até onde sabemos, esta é a primeira vez que os hidrogéis de vidro são feitos. Não estamos apenas escrevendo algo novo nos livros didáticos, o que é realmente empolgante, mas estamos abrindo um novo capítulo na área de materiais macios de alto desempenho”, encerra Zehuan Huang.

Fonte: https://canaltech.com.br/inovacao/supergeleia-a-base-dagua-resiste-ao-peso-de-um-elefante-203229/

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