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União de materiais pode criar tecidos inteligentes?

Publicado em: Qua, 25/05/22 - 03h00
Artigo União de materiais pode criar tecidos inteligentes? Paulo Henrique Campos Prado Tavares e Joana Duarte Silveira | Foto: Infografia O TEMPO

Que o Kevlar é um material intrigante muita gente sabe. A fibra sintética descoberta por Stephanie Kwolek em 1965 impressionou o mundo da ciência, devido ao alto desempenho em quaisquer condições climáticas. Ele é cinco vezes mais resistente que o aço e muito mais leve. Produtos gerados a partir dele resistem às condições extremas de temperatura e pressão, tendo sido utilizados no deserto, na Antártida, no fundo do mar e no espaço.

O Kevlar pode ser encontrado em cintos de segurança, embreagens, pastilha de freio, bem como nos capacetes e pneus da Fórmula 1. E uma de suas principais aplicações está no colete a prova de balas usado pela indústria armamentista.

No entanto, uma de suas limitações está no fato de que ao parar uma bala, o colete ainda transmite ao usuário um impacto fortíssimo na região em que o projétil atingiu o tecido, podendo causar traumas cuja gravidade depende do calibre da arma e da distância em que ocorreu o disparo.

Em 1991, Sumio Iijima fez outra descoberta incrível que movimentou o mundo dos pesquisadores. Os nanotubos de carbono, cilindros ou tubos formados por carbono cem mil vezes mais finos que uma folha de papel, chegaram como uma classe de materiais cuja resistência é 100 vezes maior que a do aço, mesmo possuindo um peso 80% menor.

Rapidamente, pesquisadores perceberam que nanotubos unidos a um polímero sintético, como Kevlar, é capaz de endurecê-lo ainda mais e fazer com que conduza eletricidade.

Wanquan Jiang e colegas de trabalho da Universidade de Ciência e Tecnologia da China pesquisaram e descobriram que os nanotubos de carbono, além de deixarem o Kevlar muito mais forte também poderiam torná-lo inteligente. Isso porque uma de suas propriedades é a excelente condução de energia, e, ao entrar em contato com o kevlar, os nanotubos de carbono criam uma rede condutora dentro dele que serve como uma tela de toque onde se pode detectar a intensidade e a localização da força aplicada ao material.

Mas apesar de os cientistas terem desenvolvido um tecido inteligente capaz de reagir de forma adequada ao projétil por meio dos sensores automáticos formados pelos nanotubos de carbono espalhados na trama, um empecilho surgiu para a aplicação deste tecido como roupa de combate. O novo material, apesar de extremamente resistente às armas de fogo, era muito desconfortável. Este problema foi resolvido quando os pesquisadores adicionaram um polímero de reforço e mais agradável ao toque, no qual os nanotubos de carbono foram misturados.

Assim, de acordo com Jiang, foi possível confeccionar um novo material de blindagem corporal flexível com desempenho mecânico aprimorado. O novo tecido, resultado da junção dos três componentes, possui 90% a mais de proteção contra armas de fogo e 50% a mais de resistência a facadas do que o Kevlar sozinho. Dessa forma, a descoberta foi uma inovação para trazer mais segurança para militares e policiais e mais informações para os socorristas quando o retirarem das vítimas dos impactos, além de contribuir para a pesquisa da união de materiais em outros mercados.

A próxima etapa da pesquisa consiste em desenvolver novas técnicas capazes de produzir este tecido inteligente em larga escala de forma mais rápida e barata. Apesar da utilização deste novo material já ter começado para alguns casos de extremo perigo, como o de soldados expostos às condições de risco em campo de batalha, ele ainda é muito caro para fazer parte do cotidiano violento de policiais militares e civis nas grandes cidades.

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) Paulo Henrique Campos Prado e Tavares e Joana Duarte Silveira  são professor do Ibmec BH e UEMG e estudante de Engenharia Mecânica do Ibmec-BH

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