Complexímero: Conheça o híbrido entre o plástico e o vidro

Híbrido de plástico e vidro

Pesquisadores desenvolveram um novo tipo de plástico que, segundo as teorias da ciência dos materiais, simplesmente não deveria existir.

O material é um compósito híbrido, com propriedades situando-se entre as do vidro e as do plástico: Ele é fácil de moldar, mas é também resistente a impactos.

Deixe cair um copo de vidro e você terá que pegar uma pá e uma vassoura para varrer os cacos; derrube um copo de plástico, por outro lado, e ele apenas saltará levemente no chão, podendo ser simplesmente apanhado de volta. É um ponto para o plástico, certo, mas ele já havia entrado perdendo o jogo: Acontece que os plásticos são difíceis de moldar em formas precisas, exigindo moldes e uma pesada máquina chamada extrusora. O vidro, por sua vez, pode ser formado tanto por moldagem quanto por sopro – ambos exigem altas temperaturas.

O novo material junta o melhor de cada um, em uma combinação incomum que é possível porque os blocos de construção do novo material não são mantidos juntos por ligações químicas, mas por forças físicas. Como resultado, o material é mais fácil de moldar e reparar do que os plásticos convencionais.

As possibilidades de uso futuro – por enquanto a equipe só sintetizou alguns gramas do material – são enormes. Além de resistente a impactos e fácil de processar, o material pode ser reparado de forma rápida e fácil. Pense em painéis de telhado, móveis de jardim ou até mesmo em uma carroceria feita de complexímeros: Tão logo surja uma rachadura, basta aquecê-lo ligeiramente, com um secador de cabelos, por exemplo, e as duas partes vão se unir novamente.

Complexímero

A regra prática para os chamados materiais vítreos – uma categoria que inclui os plásticos e o vidro – era que, quanto mais lentamente um material derrete e mais fácil é de processar, mais frágil ele se torna. A equipe quebrou completamente esta regra, criando um material que derrete lentamente, mas que apresenta elevada resistência ao impacto.

A diferença está na escala molecular. Os plásticos consistem em longas cadeias de polímeros, coladas por meio de ligações químicas cruzadas. No novo material, as cadeias são mantidas unidas por forças físicas de atração – metade das cadeias carrega carga positiva e a outra metade negativa. Essas cargas opostas se atraem, como os ímãs, formando o que os cientistas chamam de um “complexímero”.

Os pesquisadores compararam seu material com substâncias como os líquidos iônicos, que conduzem eletricidade e são usados em aplicações que incluem painéis solares e baterias. Eles descobriram que outros materiais com segmentos com diferentes cargas elétricas também se comportam de maneira diferente, embora os cientistas dos materiais não tivessem considerado isso anteriormente.

Exatamente por que isso acontece ainda não está claro. Os pesquisadores suspeitam que tenha a ver com a distância entre as cadeias moleculares que compõem o compósito. Nos plásticos tradicionais, as ligações químicas cruzadas unem firmemente as longas cadeias. A atração entre correntes carregadas positiva e negativamente funciona a uma distância maior, deixando mais espaço entre elas. Em escala molecular, isso confere ao material uma estrutura muito diferente, o que pode explicar seu comportamento incomum.

“Mostrar que os materiais carregados podem comportar-se de forma fundamentalmente diferente do que esperávamos é o que mais me entusiasma nesta fase [da pesquisa],” disse o professor Jasper Van der Gucht. “Começamos com um material que, segundo a teoria atual, não deveria existir, e terminamos com novas questões sobre como os materiais se comportam. É aí que começa o verdadeiro trabalho.”