Uma nova pesquisa da Universidade Estadual da Carolina do Norte mostra que materiais exclusivos com propriedades distintas semelhantes às dos pés de lagartixa - a capacidade de aderir a praticamente qualquer superfície - podem ser criados aproveitando o caos movido a líquido para produzir micropartículas de polímero macio com ramificação hierárquica no micro e nanoescala.

As evidências, descrito no jornal Materiais da Natureza , têm potencial para avanços em géis, pastas, alimentos, não tecidos e revestimentos, entre outras formulações.

Os materiais de partícula dendrítica macia com propriedades adesivas e de construção de estrutura exclusivas podem ser criados a partir de uma variedade de polímeros precipitados de soluções sob condições especiais, diz Orlin Velev, S. Frank e Doris Culberson Distinguido Professor de Engenharia Química e Biomolecular na NC State e autor correspondente do artigo.

"Usamos nanofabricação 'líquida' para converter a maioria dos polímeros em partículas ramificadas após dissolver o polímero e misturar a solução rapidamente com outro líquido, ", disse ele." Esta mistura rápida em fluxo turbulento cria partículas ramificadas organizadas de forma hierárquica. "

Os ramos mais finos que cercam essas partículas formam uma coroa de nanofibras, Velev acrescentou, que distribui sua viscosidade por forças moleculares de atração conhecidas como forças de van der Waals.

O novo material é único não apenas em sua estrutura, mas também na forma como é fabricado.

"O uso de fluxo turbulento normalmente não é conhecido como uma forma de fabricar estruturas organizadas, "Velev disse." Aqui, estamos usando esse processo inerentemente caótico para criar estruturas hierárquicas. "

O processo líquido usado para criar esses materiais funciona com muitos tipos de polímeros e geralmente é eficiente e barato. Velev acrescentou que o processo de fabricação pode ser facilmente ampliado para produzir grandes quantidades do nanomaterial macio, o que muitas vezes é um desafio para fazer materiais em micro e nanoescala.

Pesquisas futuras no laboratório de Velev buscarão detalhar os fundamentos por trás dessa descoberta surpreendente. A pesquisa também examinará os diferentes tipos de materiais de polímero e biopolímero que podem ser criados usando o processo, incluindo revestimentos e folhas que atraem ou repelem a água, por exemplo, ou andaimes celulares e pastas de impressão 3-D. NC State entrou com uma patente sobre os novos materiais dendríticos moles e o processo para criá-los.

"Este trabalho é uma ilustração de como a ciência fundamental e aplicada podem funcionar sinergicamente, "disse Simeon Stoyanov, colaborador da pesquisa e coautor do artigo. "Começamos com descobertas científicas fundamentais e, ao investigá-las, encontramos muitas novas aplicações, como superadesivos e revestimentos, o que, por sua vez, trouxe novas questões fundamentais sobre suas propriedades. "