Engenheiros do MIT inventam plástico mais forte que aço

Engenheiros químicos do Instituto de Tecnologia de Massachusetts inventaram um novo tipo de plástico que é duas vezes mais forte que o aço e pode um dia ser utilizado como material de construção.

Apelidado de 2DPA-1, o material é leve e moldável como o plástico, mas tem uma força e resistência que os engenheiros por trás do projeto comparam ao aço e ao vidro à prova de balas.

Os engenheiros do Massachusetts Institute of Technology (MIT) prevêem que o 2DPA-1 seja utilizado num futuro próximo como um revestimento para aumentar a durabilidade dos objetos e, eventualmente, como material estrutural.

“Geralmente não pensamos em plásticos como algo que se poderia usar para apoiar um edifício, mas este material pode permitir coisas novas”, disse Michael Strano, professor de engenharia química do MIT. “Tem propriedades muito incomuns.”

2DPA-1 é um polímero, uma categoria de substância que engloba todos os tipos de plásticos. Mas enquanto todos os outros polímeros crescem em cadeias unidimensionais, com novas moléculas sendo adicionadas nas suas extremidades, o 2DPA-1 cresce em duas dimensões, formando uma folha chamada poliaramida.

“Em vez de fazer uma molécula semelhante a esparguete, podemos fazer um plano molecular semelhante a uma folha, onde conseguimos que as moléculas se unam em duas dimensões”, afirmou Strano.

É essa qualidade bidimensional que dá força ao 2DPA-1, eliminando as lacunas que existem entre as cadeias de polímeros em outros plásticos.

O seu limite de escoamento, ou a força necessária para quebrá-lo, é o dobro do aço, embora tenha apenas cerca de um sexto da densidade do material, tornando-o leve.

Os investigadores também o compararam ao vidro à prova de balas, dizendo que ele tem de quatro a seis vezes o módulo de elasticidade, que se refere à quantidade de força necessária para deformá-lo.

Os engenheiros sintetizaram o 2DPA-1 utilizando um novo processo de polimerização que ocorre espontaneamente na solução química certa. As suas descobertas foram publicadas num artigo na revista Nature.

A aplicação comercial mais imediata do 2DPA-1, de acordo com os investigadores, é como um revestimento de barreira ultrafino que pode ser aplicado em carros, telefones ou outros objetos para torná-los mais fortes e duráveis.

Devido à estrutura molecular fechada do material em comparação com outros plásticos, é impermeável à água e gases, oferecendo um grau extremamente alto de proteção contra oxidação, ferrugem ou podridão.

No entanto, as futuras aplicações do 2DPA-1 estendem-se ainda mais, pois as folhas moleculares podem teoricamente ser empilhadas para fazer um material de construção ou usadas como nanotubos ou nanofibras num material compósito como fibra de carbono.

Além de forte, tem as mesmas propriedades atraentes de outros plásticos, pois é leve e consome pouca energia para produzir, em comparação com materiais como aço e vidro.

Outra qualidade promissora do 2DPA-1 é que pode ser facilmente produzido em grandes quantidades.

Isto significa que, ao contrário de alguns materiais maravilhosos recentes, como o grafeno, deve ser fácil aumentar a produção fora do laboratório.

Semelhante a outros plásticos, o 2DPA-1 é fabricado à temperatura ambiente, por isso não requer grandes quantidades de calor.

Os engenheiros também teorizam que deve ser reciclável. Se for usado como fibras, deve poder ser refiado ou despolpado como as fibras de Kevlar e, em outras formas, pode ser reciclado quimicamente como o nylon.