Plástico que muda de forma com um futuro flexível

Com limitações de espaço e peso, o que você levaria se fosse para Marte? A escolha ideal seria um material único que pudesse transformar formas em qualquer objeto que você possa imaginar.

De manhã, você pode transformar essa substância em talheres. Quando terminar o café da manhã, você pode transformar o garfo e a faca em uma pá para cuidar do seu jardim marciano. Então, quando chegar o happy hour no Planeta Vermelho, aquela pá pode se tornar sua caneca de cerveja marciana.

O que parece ficção científica pode estar um passo mais perto da realidade. Pesquisadores da Escola Pritzker de Engenharia Molecular da Universidade de Chicago criaram um novo tipo de plástico com propriedades que podem ser ajustadas pelo calor e depois bloqueadas por resfriamento rápido, um processo conhecido como têmpera. Ao contrário dos plásticos clássicos, o material mantém essa dureza quando retorna à temperatura ambiente.

as evidências, Publicados Na revista Science de quinta-feira, isso poderá um dia mudar a forma como os astronautas arrumam suas bagagens no espaço.

“Em vez de levar todos os diferentes tipos de plástico com você, você leva esse plástico com você e então dá a ele as propriedades que você precisa, conforme você precisa delas”, disse Stuart Rowan, químico da Universidade de Chicago e autor do novo estudo . .

Mas o espaço não é o único lugar onde a matéria pode ser útil. A equipe do Dr. Rawan também vê potencial em outros ambientes onde os recursos são escassos, como no mar ou no campo de batalha. Também pode ser usado para fabricar robôs leves e melhorar a reciclagem de plástico.

“Todos dependemos do plástico nas nossas vidas diárias”, disse Shrayesh Patel, engenheiro químico da Universidade de Chicago e autor do novo estudo. Mas copos de espuma, sacos de lixo e lentes de óculos, por exemplo, exigem plásticos com propriedades diferentes.

Por outro lado, Dr. Patel disse que um único material poderia ser feito para atender a diferentes necessidades, “simplificando a forma como os plásticos são feitos”. Também tornará o plástico mais sustentável porque todos os elementos podem ser processados ​​em conjunto quando reciclados. Ele explicou que esse plástico deve ser separado, pois a reciclagem contribui para o reaproveitamento de apenas uma pequena parte.

Os plásticos modernos consistem em cadeias de moléculas permanentemente ligadas, tornando-as difíceis de quebrar. Mas os investigadores de Chicago dizem que o seu novo material é “pluripotente” – um termo frequentemente utilizado para descrever a propriedade geral das células estaminais – ou feito de ligações que podem ser quebradas e remodeladas através do calor.

Foi inspirado na maneira como os ferreiros aquecem o aço em uma fornalha, ou aquecem-no gradualmente e depois esfriam-no rapidamente. Mas, ao contrário do metal, o plástico é leve e pode ser formado em temperaturas que podem ser alcançadas com um forno ou fogão.

Os pesquisadores aqueceram o plástico transparente e avermelhado a temperaturas variando de 140 a 230 graus Fahrenheit e depois o armazenaram na geladeira para resfriá-lo rapidamente. Quando temperado a baixas temperaturas, formam-se mais ligações moleculares, tornando o plástico mais duro. Porém, em temperaturas mais altas, o material torna-se mais macio e viscoso.

A equipe moldou o plástico em uma colher sólida o suficiente para retirar a manteiga de amendoim de uma jarra e um garfo que pode pegar o queijo. Eles também fizeram um adesivo forte o suficiente para colar dois pedaços de vidro e uma pequena garra semelhante à que você pode encontrar em uma máquina de fliperama.

Julia Calo, química da Northwestern University que não esteve envolvida no estudo, mas escreveu um Ponto de vista Nos resultados da ciência, ele encontrou a ideia de que existe um único material que pode atingir uma variedade de propriedades únicas e emocionantes. “Agora que sabemos que pode ser útil alcançar esta propriedade, muitos outros investigadores serão inspirados a encontrar novas formas de atingir este objetivo”, disse ela.

Existem limitações para o plástico multicapacidade de primeira geração. Embora a equipe tenha mostrado que o material pode ser reprocessado pelo menos sete vezes e manter sua forma por pelo menos um mês, há incertezas quanto ao seu prazo de validade.

“Esses produtos ainda não substituirão diretamente os plásticos básicos”, disse Nicholas Boynton, estudante de graduação da Universidade de Chicago que liderou os experimentos do estudo. O material ainda não consegue atingir a dureza de um saco plástico, por exemplo, nem a flexibilidade de um elástico.

“Ainda não chegamos lá, mas estamos muito perto”, disse Boynton. “Acho que ter um material que pode atingir essa escala enorme é o que é realmente emocionante neste momento.”