Duro como cerâmica, flexível como plástico: Um inovador material híbrido reúne propriedades aparentemente inconciliáveis em uma única substância, combinando a dureza e resistência da cerâmica com a elasticidade deformável da borracha e a maleabilidade do plástico.
O professor Zhaoming Liu, da Universidade Zhejiang, na China, enfatiza que essa combinação de características em um único material é tão extraordinária que suas aplicações potenciais são virtualmente ilimitadas.
Tradicionalmente, polímeros orgânicos flexíveis resultam em materiais elásticos ou plásticos, enquanto materiais inorgânicos tendem a adquirir a rigidez da cerâmica. Embora muitas tentativas tenham sido feitas para criar materiais híbridos combinando componentes orgânicos e inorgânicos, todas enfrentaram desafios devido às diferenças em suas naturezas químicas.
Os compostos inorgânicos normalmente mantêm-se unidos por ligações iônicas, raramente ocorrendo em formas moleculares puras, enquanto os compostos orgânicos são geralmente mantidos unidos por ligações covalentes e existem em formas moleculares. Essa disparidade dificultou a combinação de ambos em uma escala molecular.
No entanto, a equipe de pesquisa encontrou uma solução para esse problema: “Descobrimos que podemos usar pequenas moléculas orgânicas como ‘agentes de proteção’ para estabilizar o carbonato de cálcio, um composto inorgânico iônico, em sua forma molecular”, explicou Liu.
Elástico-Cerâmico-Plástico: Pesquisadores adotaram uma abordagem inovadora ao sintetizar uma nova molécula híbrida orgânico-inorgânica, conectando oligômeros de carbonato de cálcio a uma molécula orgânica, o ácido tióctico, por meio de uma reação ácido-base. Ao processar essas moléculas sob pressão a 120°C, as partes orgânicas e inorgânicas reagiram com as moléculas vizinhas, formando um sólido com uma integração excepcional entre as regiões orgânicas e inorgânicas.
O professor Liu destaca que esse material híbrido é notavelmente rígido, assemelhando-se à cerâmica, mas também exibe uma propriedade única de elasticidade, recuperando sua forma após ser deformado, semelhante a uma borracha. Além disso, sob condições de alta temperatura e pressão, pode ser remodelado, permitindo a reciclagem para usos posteriores. Combinando todas essas características, o material é apelidado de “elástico-cerâmico-plástico”.
Este material promissor tem aplicações potenciais em objetos que frequentemente sofrem impacto, como telas de dispositivos móveis, bem como em implantes médicos, devido à sua capacidade de absorção de impacto. Além disso, o processo inovador de fabricação, que une química orgânica e inorgânica em nível molecular, abre perspectivas emocionantes para a criação de diversos materiais com propriedades surpreendentes.
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