Com restrições de espaço e peso, o que você levaria se fosse para Marte? Uma opção ideal pode ser um único material que possa mudar de forma em qualquer objeto que você imaginar.
De manhã, você poderia moldar esse material em utensílios para comer. Quando o café da manhã terminar, você poderá transformar o garfo e a faca em uma pá para cuidar do seu jardim marciano. E então, quando chegar o happy hour no planeta vermelho, aquela pá pode se tornar um copo para sua cerveja marciana.
O que parece ficção científica está, talvez, 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 fixadas com calor e depois fixadas com resfriamento rápido, um processo conhecido como têmpera. Ao contrário dos plásticos clássicos, o material mantém essa rigidez quando retorna à temperatura ambiente.
As evidências, Publicados na revista Science na quinta-feira, poderá algum dia mudar a forma como os astronautas se preparam para o espaço.
“Em vez de levar todos os diferentes plásticos com você, você leva esse plástico com você e então apenas dá a ele as propriedades que você precisa”, disse Stuart Rowan, químico da Universidade de Chicago e autor do novo estudo. .
Mas o espaço não é o único lugar onde o material pode ser útil. A equipe do Dr. Rowan também vê seu potencial em outros ambientes onde os recursos são escassos – como no mar ou no campo de batalha. Também poderia ser usado para fabricar robôs leves e melhorar a reciclagem de plásticos.
“Todos dependemos dos plásticos no nosso dia-a-dia”, 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, um único material que pode ser moldado para diferentes necessidades “simplifica a forma como você faz plásticos”, disse o Dr. Também tornaria o plástico mais sustentável porque todos os itens poderiam ser processados juntos durante a reciclagem. Esse plástico deve ser separado quando a reciclagem contribui para que apenas uma pequena fração seja reutilizada, explicou.
Os plásticos modernos são feitos de cadeias de moléculas que estão permanentemente ligadas, tornando-as difíceis de quebrar. Mas os investigadores de Chicago dizem que o seu novo material é “pluripotente” – um termo normalmente usado para descrever a propriedade genérica das células estaminais – ou feito de ligações que podem ser quebradas e reformadas através do calor.
Eles foram inspirados na maneira como os ferreiros temperam, ou aquecem gradualmente e depois esfriam rapidamente, o aço em uma fornalha. Mas, ao contrário do metal, os plásticos são leves e podem ser moldados a temperaturas alcançáveis com um forno ou fogão.
Os pesquisadores aqueceram o plástico translúcido e avermelhado a temperaturas entre 140 e 230 graus Fahrenheit e depois o colocaram em um freezer para resfriá-lo rapidamente. Quando temperado a temperaturas mais baixas, formam-se mais ligações moleculares, tornando o plástico mais rígido. Mas a temperaturas mais elevadas, o material tornou-se mais macio e pegajoso.
A equipe moldou o plástico em uma colher rígida o suficiente para retirar a manteiga de amendoim de um pote e um garfo que pudesse 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 brinquedo.
Julia Kalow, química da Northwestern University que não esteve envolvida no estudo, mas escreveu um perspectiva com base nos resultados para a Science, encontrou a ideia de um único material que poderia 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 esse objetivo”, disse ela.
Existem limitações para a primeira geração de plástico pluripotente. Embora a equipe tenha demonstrado 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.
“Eles ainda não serão substitutos imediatos dos plásticos básicos”, disse Nicholas Boynton, estudante de graduação da Universidade de Chicago que liderou os experimentos do estudo. O material ainda não atinge a resistência de um saco plástico, por exemplo, nem a elasticidade de um elástico.
“Ainda não chegamos lá, mas estamos bem perto”, disse Boynton. “Acho que ter um material que possa acessar essa enorme variedade é o que é realmente emocionante neste momento.”