Universidade do TexasNanotubos de carbono torcidos e recheados de cera: capaz de suportar 400 vezes seu próprio pesoUniversidade do Texas
Uma equipe internacional de pesquisadores, com participação destacada de cinco brasileiros, produziu fios retorcidos feitos de nanotubos de carbono e recheados de parafina de vela que podem ser a base para o desenvolvimento de músculos artificiais extremamente potentes e velozes. “Se compararmos um músculo de nanotubos de carbono com um músculo humano da mesma espessura, o primeiro consegue exercer 400 vezes mais força”, diz o engenheiro de materiais Márcio Lima, pesquisador associado do NanoTech Institute da Universidade do Texas em Dallas, principal autor do trabalho, que sai na revista científica Science com data de 16 de novembro. “Esses músculos se contraem por completo em apenas 25 milésimos de segundo.”
Nanotubos de carbono são folhas de apenas um átomo de espessura enroladas em torno de si mesmas, como um canudo. O diâmetro de um nanotubo é dez mil vezes menor do que o de um fio de cabelo e 100 vezes mais resistente que o aço. A estrutura composta de fios entrelaçados de nanotubos de carbono e infiltrados com cera é capaz de levantar um objeto equivalente a 100 mil vezes o seu próprio peso ou fazer girar uma pá a uma velocidade média de 11.500 rotações por minuto.
Materiais com essas propriedades são denominados atuadores, ou seja, são capazes de converter calor, luz ou eletricidade em movimentos de torção e de tração. Na maioria dos casos, um material com essas características tende a ser forte em detrimento da sua capacidade de movimento ou, ao contrário, é rápido, mas relativamente débil. No caso dos nanotubos de carbono com parafina em seu interior, os pequisadores conseguiram conciliar essas duas propriedades. Dessa forma, quando exposta a um fonte de calor, a um flash de luz ou a certos compostos químicos, a cera se expande e faz os fios de nanotubos se contrair e se enrolar. Quando esse estímulo cessa, ocorre o movimento contrário. “Podemos fazer estruturas robóticas para desobstruir artérias e talvez até exoesqueletos com esse material”, diz o físico teórico Douglas Galvão, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), outro brasileiro que participou do estudo. Para chegar a possíveis aplicações para uso interno no corpo humano, será necessário tornar os nanotubos com parafinas compatíveis com nosso organismo.
É bastante conhecido o fato de que ceras sofrem grande variação de volume se derretidas. No entanto, os cientistas tinham dúvida se a parafina derretida ficaria retida dentro das fibras de nanotubo de carbono ou iria simplesmente “escapar” dos fios. “Para nossa surpresa, a afinidade química entres os nanotubos e a parafina é tão grande que, mesmo na forma líquida e sob grande pressão, a cera continua retida dentro das fibras e é capaz de fazer as mesmas atuarem como um músculo”, diz Lima. Além de Galvão e Lima, participaram do trabalho os brasileiros Mônica Jung de Andrade, da Universidade do Texas, Leonardo Machado, da Unicamp, Alexandre Fonseca, da Universidade Estadual Paulista (Unesp), e pesquisadores dos Estados Unidos, Austrália, China, Coréia do Sul e Canadá. A equipe internacional e multidisciplinar foi coordenada por Ray Baughman, diretor da NanoTech Institute.
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