“Géis de vidro” são uma nova classe de materiais fortes, elásticos e viscosos

“Géis de vidro” ultraflexíveis e curáveis ​​feitos de solventes iônicos e polímeros poderão um dia se tornar componentes-chave na impressão 3D e na robótica suave. Embora composta de 50 a 60 por cento de líquido, a nova classe de materiais não seca nem evapora, pode suportar pressões enormes e esticar até cinco vezes a sua forma original sem quebrar.

A maioria das pessoas abandonou as lentes de contato duras e duráveis ​​anos atrás em favor de opções à base de gel por razões bastante compreensíveis – polímeros de gel mais macios e cheios de líquido são alternativas mais confortáveis ​​e respiráveis ​​do que seus antecessores de vidro. Mas depois de alguns experimentos de laboratório recentes, pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte criaram uma nova classe de materiais que combinam algumas das melhores propriedades de ambas as opções.

Conforme detalhado em um estudo publicado em 19 de junho naturezaEsses géis de vidro também possuem qualidades adesivas únicas e conduzem eletricidade com mais eficiência do que os plásticos comuns com atributos físicos semelhantes. De acordo com seus desenvolvedores, o processo de fabricação relativamente simples permite que seus géis de vidro sejam curados em qualquer molde ou em uma impressora 3D.

“A maioria dos plásticos com propriedades mecânicas semelhantes exige que os fabricantes criem um polímero como matéria-prima e depois transportem esse polímero para outra instalação onde o polímero é derretido e moldado no produto final”, Michael Dickey, professor de engenharia química e biomolecular na NCSU e autor do artigo correspondente, disse em comunicado. Anúncio de acompanhamento.

Para fazer um gel de vidro, Dickey e seus colaboradores misturaram o precursor líquido do polímero de vidro com um solvente líquido feito de íons. Esta solução é então colocada em um molde e curada com luz UV.

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“Normalmente, quando um solvente é adicionado a um polímero, o solvente separa as cadeias do polímero, tornando o polímero macio e elástico. É por isso que as lentes de contato úmidas são flexíveis, enquanto as lentes de contato secas não o são”, explicou Dickey. cadeias moleculares no polímero separadas umas das outras, permitindo-lhes expandir-se como um gel. No entanto, os íons no solvente são fortemente atraídos pelo polímero, evitando que as cadeias poliméricas se movam.

A imobilidade torna o gel vítreo e duro, mas ainda extensível quando necessário. Embora vários polímeros possam ser usados ​​para fazer géis vítreos, Dickey também observou que os polímeros carregados ou polares são mais eficazes porque são atraídos por líquidos iônicos. Mas embora os investigadores saibam como funcionam estas atrações iónicas, a razão pela qual os géis de vidro são pegajosos permanece um mistério.

“[It is] “É provavelmente o recurso mais interessante”, disse Dickey. “…Porque embora entendamos o que o torna tão duro e elástico, só podemos especular sobre o que o torna tão pegajoso.”

Embora ainda esteja nos estágios iniciais de desenvolvimento, a equipe está confiante de que os géis de vidro podem ser muito promissores em aplicações de fabricação e engenharia, e está procurando ativamente por novos colaboradores.