Ciência e Tecnologia
12.11.2012

Material sintético com capacidade de autocura pode levar a próteses inteligentes

Polímero enriquecido com nanopartículas de níquel consegue se regenerar quase totalmente em cerca de 30 minutos

Foto: Linda A. Cicero/Stanford News Service
Pesquisador fatia o material sintético com bisturi
Pesquisador fatia o material sintético com bisturi

Cientistas da Universidade de Stanford, nos EUA, criaram o primeiro material sintético que é sensível ao toque e tem a capacidade de se curar rápida e repetidamente à temperatura ambiente.

A equipe acredita que o avanço poderia levar a próteses mais inteligentes para seres humanos.

O trabalho foi publicado na revista Nature Nanotechnology.

A líder da pesquisa Zhenan Baoe seus colegas combinaram dois ingredientes para conseguir desenvolver o material sintético. Eles começaram com um plástico composto por longas cadeias de moléculas ligadas por ligações de hidrogénio, atrações relativamente fracas entre a região de carga positiva de um átomo e a região de carga negativa do outro.

"Essas ligações dinâmicas permitem que o material se autocure. As moléculas facilmente quebram, mas, depois, quando se reconectam, os laços se reorganizam e restauram a estrutura do material após este ser danificado. O resultado é um material flexível", explica o coautor da pesquisa Chao Wang.

A este polímero resistente, os pesquisadores adicionaram pequenas partículas de níquel, o que aumentou sua resistência mecânica. As superfícies das partículas de níquel em nanoescala são ásperas, o que se revelou importante para tornar o material condutor.

O resultado foi um polímero com características incomuns. "A maioria dos plásticos são bons isolantes, mas este é um excelente condutor", observa Bao.

O passo seguinte foi para ver como o material poderia restaurar tanto sua força mecânica quanto sua condutividade elétrica após danos.

Os pesquisadores pegaram uma tira fina do material e a cortaram ao meio com um bisturi. Depois pressionando suavemente os pedaços juntos por alguns segundos, eles notaram que o material ganhou de volta de 75% de sua força original e condutividade elétrica. Quase 100% do material foi restaurado em cerca de 30 minutos.

A equipe mostrou ainda que a mesma amostra pode ser cortada várias vezes no mesmo lugar. Depois de 50 cortes e reparos, uma amostra poderia suportar dobrar e esticar como a original.

Sensível ao toque

A equipe também explorou como usar o material como um sensor. Para os elétrons que formam uma corrente elétrica, tentar passar por este material é como tentar atravessar um riacho pulando de pedra em pedra. As pedras nesta analogia são as partículas de níquel, e a distância que os separa determina a quantidade de energia de um elétron terá de liberar para passar de uma pedra para outra.

Torcer ou exercer pressão sobre a pele sintética altera a distância entre as partículas de níquel e, portanto, facilita com que os elétrons possam passar. Estas mudanças sutis na resistência eléctrica podem ser traduzidas em informação sobre a pressão e tensão da pele.

Segundo os pesquisadores, o material é suficientemente sensível para detectar a pressão de um aperto de mão. Pode, portanto, ser ideal para utilização em próteses. O material é sensível não só a pressão para baixo, mas também à flexão, assim uma prótese poderia um dia ser capaz de registrar o grau de curvatura em uma articulação.

Fonte: Isaude.net