Criando novos materiais tão fortes quanto o metal e tão flexíveis quanto o plástico

Um grupo de cientistas americanos criou com sucesso um novo material que é tão durável quanto o metal, tão transparente quanto o vidro e tão flexível quanto o plástico, mas é completamente inofensivo ao meio ambiente.

Com a capacidade de lembrar a forma e se autotransformar quando estimulado pelo calor, este novo material de cristal líquido abre uma gama de aplicações futuras - Foto: Jorge Vidal/Rice University

O trabalho, publicado na revista científica Nature Communications em 22 de julho, descreve um novo processo de biossíntese no qual bactérias são "instruídas" a criar fibras de celulose, o material biológico mais puro do planeta. As folhas de biomaterial resultantes têm uma resistência à tração de até 553 megapascais, muito superior à dos materiais poliméricos convencionais.

Novos materiais de bactérias e biologia sintética

De acordo com a equipe de pesquisa liderada pelo professor Muhammad Maksud Rahman (Universidade de Houston), o novo material é criado a partir de celulose produzida por bactérias, mas a diferença é que as fibras de celulose não são mais formadas aleatoriamente, mas são alinhadas graças a um sistema biológico rotativo especial chamado "biorreator rotativo".

“Desenvolvemos uma câmara de cultura rotativa para direcionar o movimento das bactérias enquanto elas produzem celulose”, diz Saadi, aluno do MASR. “Controlar a direção do crescimento aumenta significativamente a resistência do material, mantendo a maciez, a transparência e a flexibilidade dos bioplásticos.”

Além de ser mais durável, a equipe de pesquisa também integrou com sucesso nanocamadas de nitreto de boro, ajudando o material a conduzir calor três vezes mais rápido do que a amostra de controle, abrindo potenciais aplicações nas áreas de eletrônica, embalagens térmicas e armazenamento de energia.

Muitas aplicações úteis

Ao contrário dos plásticos sintéticos tradicionais que causam micropoluição e liberam substâncias tóxicas como BPA e ftalatos, o novo material é completamente biodegradável e pode ser facilmente personalizado para uma variedade de usos, como embalagens, têxteis, materiais de construção, eletrônicos verdes e baterias.

“Esse processo de biossíntese é como treinar uma equipe de bactérias disciplinadas”, compara Saadi. “Nós as guiamos em uma determinada direção e, a partir daí, criamos um produto com as propriedades desejadas.”

Com a capacidade de memorizar formas e se autotransformar quando estimulado pelo calor, este novo material de cristal líquido abre uma série de aplicações futuras. Uma das direções de implementação esperadas são robôs flexíveis, máquinas flexíveis que podem rastejar, deslizar e se espremer por espaços estreitos sem a necessidade de estruturas mecânicas complexas.

Na medicina, esse material pode ser usado para fazer stents (suportes para vasos sanguíneos) ou dispositivos implantáveis ​​dentro do corpo, que têm a capacidade de se expandir e mudar de forma de acordo com a temperatura ou condições biológicas, ajudando a minimizar a invasividade e aumentar a eficácia do tratamento.

Eles também são promissores para aplicações em eletrônicos dobráveis, sensores inteligentes e estruturas autodesdobráveis ​​no espaço.

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MINH HAI

Fonte: https://tuoitre.vn/tao-ra-vat-lieu-moi-ben-nhu-kim-loai-deo-nhu-nhua-2025072215151939.htm