p Fibras de alto desempenho que foram expostas a altas temperaturas geralmente perdem suas propriedades mecânicas sem serem detectadas e, no pior caso, pode rasgar precisamente quando vidas dependem deles. Por exemplo, cordas de segurança utilizadas pelas brigadas de incêndio ou cordas de suspensão para cargas pesadas em canteiros de obras. Os pesquisadores da Empa desenvolveram agora um revestimento que muda de cor quando exposto a altas temperaturas por fricção ou fogo. p O bombeiro corre para o prédio em chamas e busca sistematicamente, cômodo por cômodo, por pessoas que precisam ser resgatadas. Presa a ele está uma corda de segurança na outra extremidade da qual seus colegas estão esperando do lado de fora em frente ao prédio. Em uma emergência - caso ele perca a consciência por qualquer motivo - eles podem tirá-lo do prédio ou segui-lo para o resgate. Contudo, se esta corda foi exposta a calor excessivo durante as operações anteriores, ele pode se despedaçar. Isso significa perigo de vida! E até agora não houve como perceber esse dano na corda. Uma equipe de pesquisadores da Empa e ETH Zurich desenvolveu agora um revestimento que muda de cor devido à reação física com o calor, indicando claramente se uma corda continuará a fornecer a segurança que promete no futuro.

p Pesquisadores da ETH Zurich e da Empa desenvolveram um sistema de revestimento em 2018 como parte de uma tese de mestrado, que a equipe da Empa agora pode aplicar às fibras. “Foi um processo que envolveu várias etapas, "diz Dirk Hegemann, do laboratório Advances Fibers da Empa. Os primeiros revestimentos funcionaram apenas em superfícies lisas, portanto, o método primeiro teve que ser adaptado para que funcionasse também em superfícies curvas. A Empa tem amplo know-how no revestimento de fibras - Hegemann e sua equipe já desenvolveram fibras eletricamente condutoras no passado (veja os links). O chamado processo de pulverização catódica agora também foi aplicado com sucesso ao revestimento mais recente.

p Camadas finas como bolacha com ótimo efeito

p São necessárias três camadas para garantir que a fibra realmente mude de cor quando aquecida. Os pesquisadores aplicam prata na própria fibra, neste caso PET (ou seja, poliéster) e VectranTM, uma fibra de alta tecnologia. Isso serve como um refletor - em outras palavras, como uma camada de base metálica. Isso é seguido por uma camada intermediária de óxido de nitrogênio de titânio, o que garante que a prata permaneça estável. E só então segue a camada amorfa que causa a mudança de cor:Telúrio Germânio-Antimônio (GST), que tem apenas 20 nanômetros de espessura. Quando esta camada é exposta a temperaturas elevadas, ele se cristaliza, mudando a cor de azul para branco. A mudança de cor é baseada em um fenômeno físico conhecido como interferência. Duas ondas diferentes (por exemplo, luz) se encontram e amplificam ou enfraquecem uma à outra. Dependendo da composição química da camada sensível à temperatura, essa mudança de cor pode ser ajustada para uma faixa de temperatura entre 100 e 400 graus e, portanto, adaptada às propriedades mecânicas do tipo de fibra.

p Soluções sob medida

p As possíveis áreas de aplicação para as fibras que mudam de cor ainda estão abertas, e Hegemann está atualmente procurando por possíveis parceiros de projeto. Além de equipamentos de segurança para bombeiros ou montanhistas, as fibras também podem ser usadas para cabos de carga em instalações de produção, em canteiros de obras, etc. Em qualquer caso, a pesquisa sobre o assunto está longe de ser concluída. Atualmente, ainda não é possível armazenar as fibras por longos períodos de tempo sem perder sua funcionalidade. "Infelizmente, os materiais de mudança de fase oxidam ao longo de alguns meses, "diz Hegemann. Isso significa que a mudança de fase correspondente - cristalização - não ocorre mais, mesmo com calor, e a corda, portanto, perde seu "sinal de alerta". Em todo o caso, foi provado que o princípio funciona, e durabilidade é um tópico para pesquisas futuras, diz Hegemann. "Assim que os primeiros parceiros da indústria registram seu interesse em nossos próprios produtos, as fibras podem ser otimizadas ainda mais de acordo com suas necessidades. "