p O osso não é apenas um material fixo - é um conjunto dinâmico de estruturas que podem adaptar sua massa e resistência com base nas cargas que devem suportar. p O desenvolvimento desse tipo de material adaptativo sempre foi o sonho dos cientistas. Agora, pela primeira vez, cientistas da Escola Pritzker de Engenharia Molecular (PME) da Universidade de Chicago desenvolveram um material em gel que fortalece quando exposto à vibração.

p Os cientistas não foram apenas capazes de tornar o material 66 vezes mais forte por meio de vibrações, eles também foram capazes de fortalecer apenas as áreas expostas ao movimento. Esse tipo de especificidade pode levar a novos adesivos e melhores maneiras de integrar implantes no corpo.

p Os resultados foram publicados em 22 de fevereiro na revista. Materiais da Natureza .

p "Todos os outros materiais se tornam mais fracos quando vibrados, "disse o Assoc. Prof Aaron Esser-Kahn, quem liderou a pesquisa. "Esta é a primeira vez que invertemos esse processo, mostrando que um material pode se fortalecer com vibração mecânica. "

p Formando uma segunda rede dentro do material

p Quando Esser-Kahn e seu grupo começaram a pensar sobre como desenvolver materiais adaptativos, eles procuraram tirar proveito do efeito piezoelétrico, o que dá a certos materiais a capacidade de gerar uma carga elétrica em resposta ao estresse mecânico. Essa carga pode instigar uma reação dentro de um material e fortalecê-lo, eles propuseram.

p Mas gerar a resposta certa ao estresse mecânico provou ser difícil. A equipe testou dezenas de químicos diferentes antes de encontrar o que funcionou:um gel de polímero misturado com reatores de tioleno e partículas piezoelétricas de óxido de zinco.

p Quando o material é vibrado, as partículas transduzem energia e criam uma reação tiol-eno, o que faz com que os componentes do material se vinculem. Essa reticulação forma essencialmente uma segunda rede dentro do material, fortalecê-lo.

p Embora o material tenha começado como um macio, material colágeno, conforme a vibração aumentava, o material foi fortalecido cada vez mais. A equipe conseguiu aumentar a resistência do material para 66 vezes sua resistência original, terminando com um material próximo à rigidez das partes internas do osso.

p "Assim como osso, o material reforçado com a quantidade exata de energia que colocamos nele, "Esser-Kahn disse. Não só isso, o material não apenas se fortaleceu completamente - ele se fortaleceu seletivamente em áreas específicas onde foi estressado em um grau mais alto.

p Criação de novos tipos de adesivos que se integram ao corpo

p Esse tipo de reforço seletivo pode levar a materiais que podem enrijecer seletivamente - e uma nova maneira de projetar estruturas. Talvez possa se tornar parte de um edifício que fica mais forte à medida que envelhece, ou ser usado para colar materiais em um avião.

p "Os adesivos podem ser extremamente influenciados por isso, "Esser-Kahn disse." Os adesivos são quase sempre o ponto de falha nos materiais. Isso pode levar a adesivos especializados que aderem e definem muito melhor. "

p O grupo está examinando como usar o material para melhor integrar materiais artificiais no corpo humano - em implantes de quadril, por exemplo.

p "Não há dois humanos iguais, e um material como este é como começamos a fazer materiais que se comportam da mesma forma que aqueles encontrados na biologia, "Esser-Kahn disse.

p Outros autores do artigo incluem os pesquisadores de pós-doutorado Zhao Wang, Jun Wang, e Saikat Manna; o estudante de graduação Jorge Ayarza; o ex-pesquisador de pós-graduação Tim Steeves; e Ziying Hu da Northwestern University.