- Pesquisadores do MIT criaram plásticos com ligações fracas entre as moléculas, melhorando a resistência a impactos de poliestireno e de borracha SBS usada em solados de calçados.
- A estratégia usa cross-linkers mecanoquímicos, que se quebram sob deformação para dissipar mais energia no local do impacto.
- O estudo, publicado na revista Nature, utilizou o sistema de teste de impacto com microprojéteis (LIPIT) para medir a energia absorvida pelos materiais.
- Os resultados mostram que o poliestireno com cross-linkers mecanoquímicos absorve consideravelmente mais energia que o poliéster não modificado, e o mesmo ocorre com a borracha SBS.
- Pesquisadores avaliam a aplicação em outros polímeros, como látex e borra de pneus, com potenciais impactos em pneus mais duráveis e redução de microplásticos.
Dois grupos de pesquisadores da MIT desenvolveram plásticos mais resistentes a impactos, incorporando ligações fracas como cruzamentos na rede de polímeros. O objetivo é dissipar energia durante choques rápidos, aumentando a resistência de materiais como poliestireno e um tipo de borracha usada em solados de calçados. O estudo foi publicado na revista Nature.
Os cientistas insertaram vínculos de ligação fraca ao poliestireno, distribuídos ao longo do material. Quando um projétil atinge o polímero, essas ligações se rompem localmente, abrindo caminhos para absorção de energia. O resultado é maior dissipação de impacto em comparação ao poliestireno não modificado.
Além do poliestireno, a equipe fortaleceu o poliestireno-butadieno-estireno SBS, uma borracha comum em solados. A abordagem pode, segundo os autores, valer para outros polímeros, como látex e borracha de pneus, ampliando aplicações potenciais.
A técnica usa uma ferramenta de testes de impacto por microprojéteis, desenvolvida por Keith Nelson, também da MIT. Pequenos esféricos de sílica de cerca de 10 micrômetros são lançados a aproximadamente 750 metros por segundo, permitindo medir a energia absorvida ao atravessar o material.
Os autores enfatizam que, em cenários de choques rápidos, as ligações cross-linkers quebram de forma controlada, mantendo o restante da região estável e melhorando a absorção de energia. O uso de ligações mecânoras pode tornar plásticos comerciais mais robustos com alterações químicas mínimas.
O estudo contou com colaboração de instituições como Purdue, Northwestern e Duke, além de financiamentos da National Science Foundation, do Army Research Office, de uma Schmidt Science Postdoctoral Fellowship e da Air Force Office of Scientific Research. Os resultados indicam possibilidades de longetividade de pneus e redução de microplásticos gerados pelo desgaste de rodas.
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