![Os "géis vítreos" possuem a mesma resistência dos polímeros vítreos, como o acrílico, mas têm a capacidade de se esticar até mais de cinco vezes o seu comprimento original. [Imagem: Meixiang Wang/NC State University]](https://cdnsjengenhariae.nuneshost.com/wp-content/uploads/2024/07/gel-vitreo-7.jpeg "Nova classe de materiais criada: géis vítreos")
Quando se adiciona água a essas cadeias poliméricas, obtém-se um gel, que é tipicamente macio, gelatinoso e altamente absorvente de líquidos, com uma faixa de viscosidade ajustável. Esses materiais são amplamente utilizados em aplicações como lentes de contato, embora nem todos os polímeros possam se transformar em géis.
Além disso, existem os polímeros vítreos, como o acrílico, que são duros, rígidos e frequentemente quebradiços. Esses materiais são utilizados em diversas aplicações, como a fabricação de garrafas de água ou janelas de aviões.
Agora, Meixiang Wang e sua equipe da Universidade do Estado da Carolina do Norte, nos EUA, criaram uma nova classe de materiais denominada “géis vítreos”. Estes materiais são tão fortes e resistentes quanto os polímeros vítreos, mas têm a capacidade de se esticar até cinco vezes seu comprimento original sem se quebrar.
“Uma característica notável dos géis vítreos é que eles são compostos por mais de 50% de líquidos, o que os torna condutores de eletricidade mais eficientes do que os plásticos comuns com propriedades físicas semelhantes,” explicou Wang. “Dada a diversidade de propriedades únicas desses materiais, estamos otimistas quanto ao seu potencial de aplicação em diversas áreas.”
Polímero e Líquido Iônico: A Inovação dos Géis Vítreos
O momento de descoberta desta inovação ocorreu quando Wang substituiu a água, usualmente empregada para criar géis comuns, por um líquido iônico, essencialmente um sal em estado líquido.
Ao misturar o líquido iônico com o polímero e curá-lo sob luz ultravioleta, obteve-se um material extremamente resistente, semelhante aos polímeros vítreos como o acrílico, mas com uma flexibilidade notável. O gel vítreo resultante é um sólido transparente capaz de suportar até 400 vezes a pressão atmosférica e pode ser esticado até 670% do seu tamanho original.
“O líquido iônico é um solvente, como a água, mas é composto inteiramente por íons,” explicou o professor Michael Dickey. “Normalmente, ao adicionar um solvente a um polímero, o solvente separa as cadeias do polímero, tornando-o macio e flexível. É por isso que uma lente de contato úmida é flexível enquanto uma seca não é.”
“Nos géis vítreos, o solvente separa as cadeias moleculares do polímero, permitindo que ele se estenda como um gel. No entanto, os íons do solvente são fortemente atraídos pelo polímero, impedindo que as cadeias se movam. Esta restrição é o que torna o material vítreo. O resultado final é um material duro devido às forças atrativas, mas ainda capaz de se esticar devido ao espaçamento extra,” acrescentou Dickey.
[Imagem: Meixiang Wang/NC State University]
Fáceis de produzir e altamente funcionais
Os géis vítreos possuem diversas propriedades notáveis, como condução elétrica, autocura (podem se recompor após serem cortados), adesividade, e memória de forma, permitindo que retornem à sua configuração original quando aquecidos.
Nos testes, os géis vítreos demonstraram resistência à evaporação e ao ressecamento, mesmo sendo compostos por 50-60% de líquido. Além disso, esses géis podem ser fabricados a partir de diferentes polímeros e líquidos iônicos, embora nem todas as classes de polímeros sejam adequadas para essa criação.
“A fabricação dos géis vítreos é simples e pode ser realizada por cura em qualquer molde ou impressão 3D,” explicou Dickey. “Ao contrário da maioria dos plásticos com propriedades mecânicas semelhantes, que exigem a criação de polímeros em uma instalação e o processamento em outra, os géis vítreos podem ser produzidos de forma mais direta.”
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