Engenheiros do MIT, nos EUA, desenvolveram um novo material mais forte que o aço e tão leve quanto o plástico, que pode ser facilmente fabricado em grandes quantidades. A substância inédita é resultado de um processo inovador de polimerização em duas dimensões.

Esse novo material é um polímero bidimensional que se automonta em folhas, ao contrário de todos os outros plásticos que formam cadeias unidimensionais, semelhantes a fios de espaguete. Até agora, os cientistas acreditavam ser impossível fazer com que polímeros convencionais formassem folhas 2D.

“Geralmente não pensamos no plástico como algo que poderia ser usado para sustentar um edifício com vários andares, mas com esse material, isso seria teoricamente possível, já que ele possui propriedades muito incomuns que o tornam extremamente resistente”, explica o professor de engenharia química Michael Strano.

Material 2D

Os polímeros possuem cadeias de blocos de construção chamadas monômeros, que crescem adicionando novas moléculas em suas extremidades. Uma vez formados, os polímeros podem ser moldados em objetos tridimensionais, como garrafas d`água, usando moldagem por injeção.

A equipe do professor Strano desenvolveu um novo processo de polimerização que permite gerar uma folha bidimensional chamada poliaramida. Para criar os blocos de construção dos monômeros, eles usaram um composto denominado melamina, que contém um anel de átomos de carbono e nitrogênio.

Sob certas condições, esses monômeros podem crescer em duas dimensões, formando discos uniformes que se empilham uns sobre os outros. Esses discos são mantidos juntos por ligações de hidrogênio entre as camadas, o que torna a estrutura muito estável e resistente.

“Em vez de fazer uma molécula semelhante ao espaguete, podemos criar um plano molecular semelhante a uma folha, onde fazemos com que as moléculas se conectem em duas dimensões. Esse mecanismo acontece espontaneamente e, depois de sintetizarmos o material, podemos revestir filmes finos extraordinariamente fortes”, acrescenta Strano.

Leve e forte

Os pesquisadores descobriram que a força necessária para deformar o material é de quatro e seis vezes maior do que a observada em vidros à prova de balas. Eles também perceberam que o limite de escoamento — força usada para quebrar o material — é o dobro do aço, mesmo que ele tenha apenas um sexto da densidade do metal.

Outra característica importante é que esse plástico é impermeável aos gases. Enquanto outros polímeros são feitos de cadeias enroladas com lacunas que permitem a passagem de substâncias gasosas, o novo material é composto por monômeros que se encaixam, evitando a permanência de moléculas entre eles.

“Esse tipo de revestimento de barreira pode ser usado como revestimento leve e durável para peças de automóveis ou telefones celulares, ou até mesmo como um material resistente e inoxidável para construção de pontes, prédios e outras estruturas maiores”, encerra o professor.

Fonte: MIT