Uma equipe de pesquisadores da Universidade Case Western Reserve, Cleveland, Ohio, EUA, em parceria com empresas americanas e suíças, desenvolveu um material à base de polímeros que pode se auto regenerar com a ajuda da iluminação Ultra Violeta (UV).
Batizados de Polímeros metalo-supramoleculares são materiais sólidos que quando são expostos à luz ultravioleta por menos de um minuto, são capazes de se transformar em um líquido flexível que preenche as fendas e lacunas deixadas por arranhões, após o qual se solidificam novamente.
"Esta é uma pesquisa de materiais engenhosa e transformadora", disse Andrew Lovinger, diretor do programa de polímeros da Divisão de Pesquisa de Materiais da NSF . "Ele demonstra a versatilidade e o poder dos novos materiais poliméricos para abordar questões tecnológicas e servir à sociedade, criando conceitos científicos amplamente aplicáveis."
O novo material foi criado por um mecanismo conhecido como montagem supramolecular. Ao contrário dos polímeros convencionais, que consistem em moléculas longas, de cadeia, com milhares de átomos, esses materiais são compostos de moléculas menores, que são montadas em cadeias mais longas, semelhantes a polímeros, usando íons metálicos como “cola molecular” para criar os polímeros metalo-supramoleculares.
"Esses polímeros têm um complexo de Napoleão", disse Stuart Rowan, pesquisador principal e professor de engenharia macromolecular e ciência e diretor do Instituto de Materiais Avançados da Case Western Reserve University. "Na realidade, eles são muito pequenos, mas são projetados para se comportarem como se fossem grandes, aproveitando as interações moleculares fracas específicas".
Embora esses polímeros metalo-supramoleculares se comportem de muitas maneiras, como polímeros normais, quando submetidos a intensa irradiação com luz ultravioleta as estruturas montadas tornam-se temporariamente descoladas. Isso transforma o material originalmente sólido em um líquido que flui facilmente. Quando a luz é desligada, o material se aglutina e solidifica novamente e suas propriedades originais são restauradas.
Usando lâmpadas como as que os dentistas usam para curar as obturações, os pesquisadores conseguiram reparar os arranhões em seus polímeros.
Onde quer que aplicassem o feixe de luz ultra violeta, os arranhões se encheram e desapareceram, muito parecido com um corte que cura e não deixa marcas na pele.
Além disso, ao contrário do corpo humano, a durabilidade do material não parece ser comprometida por lesões repetidas. Testes mostraram que os pesquisadores poderiam arranhar e curar repetidamente seus materiais no mesmo local.
"Nosso estudo é realmente um estudo de pesquisa fundamental", disse Christoph Weder, professor de química de polímeros e materiais e diretor do Instituto Adolphe Merkle. “Tentamos criar materiais que possuem uma matriz de propriedades única, com funcionalidade única e que, em princípio, poderia ser muito útil”.
Os pesquisadores investigaram sistematicamente vários novos polímeros para encontrar uma combinação ideal de propriedades mecânicas e capacidade de regeneração.
Eles descobriram que os íons metálicos que impulsionam o processo de montagem através de interações químicas mais fracas têm melhor desempenho como a cola molecular comutável à luz.
Eles também descobriram que os materiais montados nas microestruturas mais ordenadas tinham as melhores propriedades mecânicas. Mas, a eficiência de regeneração melhorou à medida que a ordem estrutural diminuiu.
Os pesquisadores prevêem usos difundidos em um futuro não tão distante para materiais regeneráveis como os deles, principalmente como revestimentos para bens de consumo, como automóveis, pisos e móveis.
Embora seus experimentos sejam apenas uma prova de conceito e sua invenção não esteja pronta para uso comercial, eles planejam desenvolver um revestimento que seria mais aplicável em um ambiente industrial.
Via: Robaid
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