MIT anuncia criação de material mais leve e mais forte que o aço
A substância é o resultado da polimerização de um material em duas dimensões
MIT
Material é um polímero bidimensional que pode ser usado como revestimento leve e durável para peças de automóveis, telefones celulares, material de construção para pontes e outras estruturas
A partir do desenvolvimento de um processo de polimerização, Engenheiros Químicos do Massachusetts Institute of Tecnology (MIT), em Cambridge (EUA), criaram um novo material que é mais forte que o aço, tão leve quanto o plástico e que pode ser facilmente fabricado em grandes quantidades.
Trata-se de um polímero bidimensional que se automonta em folhas, ao contrário de todos os outros polímeros, que formam cadeias unidimensionais. Até agora, os cientistas acreditavam que era impossível induzir polímeros a formar folhas 2D.
Esse material pode ser usado como revestimento leve e durável para peças de automóveis, telefones celulares, material de construção para pontes e outras estruturas, disse Michael Strano, professor de Engenharia Química do MIT e autor sênior do estudo.
“Geralmente não pensamos em plástico como algo que você poderia usar para apoiar um edifício, mas esse material permite aplicações como essa, uma vez que ele tem propriedades muito incomuns”, observou Strano.
Os pesquisadores verificaram que o módulo de elasticidade do novo material – uma medida de quanta força é necessária para deformá-lo – é entre quatro e seis vezes maior que a do vidro à prova de balas. E que seu limite de escoamento, ou quanta força é necessária para quebrar o material, é o dobro do aço, embora ele tenha apenas cerca de um sexto da densidade desse material.
Os pesquisadores solicitaram duas patentes sobre o processo que usaram para gerar o material, que descrevem em um artigo publicado recentemente na revista Nature. O pós-doutorando do MIT, Yuwen Zeng, é o principal autor do estudo.
DUAS DIMENSÕES – Os polímeros consistem em cadeias de blocos de construção chamados monômeros. Uma vez formados, eles podem ser moldados em objetos tridimensionais, como garrafas de água.
Os cientistas há muito formulam a hipótese de que, se os polímeros pudessem ser induzidos a crescer em uma folha bidimensional, eles deveriam formar materiais extremamente fortes e leves.
Muitas décadas de trabalho neste campo, porém, levaram à conclusão de que era impossível criar tais folhas. E uma das razões para isso foi que se apenas um monômero girar para cima ou para baixo, fora do plano da folha em crescimento, o material começará a se expandir em três dimensões e a estrutura em forma de folha seria perdida.
No entanto, em seu estudo, Strano e seus colegas criaram um novo processo de polimerização que lhes permitiu gerar uma folha bidimensional chamada poliaramida. Para os blocos de construção do monômero, eles usam um composto chamado melamina, que contém um anel de átomos de carbono e nitrogênio. Sob as condições certas, esses monômeros podem crescer em duas dimensões, formando discos que se empilham e se mantêm uns sobre os outros por ligações de hidrogênio entre as camadas, o que torna a estrutura muito estável e forte.
“Esse processo acontece espontaneamente em solução e, depois de sintetizarmos o material, podemos facilmente revestir filmes finos extraordinariamente fortes”, explicou Strano.
Como o material se automonta em solução, ele pode ser feito em grandes quantidades simplesmente aumentando a quantidade dos materiais. Os pesquisadores mostraram que poderiam revestir superfícies com filmes do material, que eles chamam de 2DPA-1.
Com informações de Anne Trafton, Escritório de notícias do MIT
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