p Os engenheiros de materiais da Universidade de Nebraska-Lincoln desenvolveram uma nanofibra estrutural que é forte e resistente, uma descoberta que poderia transformar tudo, desde aviões e pontes até coletes à prova de balas e bicicletas. p Suas descobertas foram publicadas na capa da edição de abril desta semana do jornal da American Chemical Society, ACS Nano .

p "Tudo o que é feito de compósitos pode se beneficiar de nossas nanofibras, "disse o líder da equipe, Yuris Dzenis, McBroom Professor de Engenharia Mecânica e de Materiais e membro do Nebraska Center for Materials and Nanocience da UNL.

p "Nossa descoberta adiciona uma nova classe de materiais à atual família de materiais com alta resistência e tenacidade demonstradas simultaneamente."

p Em materiais estruturais, A sabedoria convencional afirma que a força vem às custas da resistência. Força refere-se à capacidade de um material de transportar uma carga. A resistência de um material é a quantidade de energia necessária para quebrá-lo; então, quanto mais um material amassa, ou deforma-se de alguma forma, é menos provável que quebre. Uma placa de cerâmica, por exemplo, pode levar o jantar para a mesa, mas se estilhaça se cair, porque falta resistência. Uma bola de borracha, por outro lado, é facilmente espremido para fora de forma, mas não quebra porque é difícil, fraco. Tipicamente, força e resistência são mutuamente exclusivas.

p Dzenis e colegas desenvolveram uma nanofibra de poliacrilonitrila excepcionalmente fina, um tipo de polímero sintético relacionado ao acrílico, usando uma técnica chamada eletrofiação. O processo envolve a aplicação de alta tensão a uma solução de polímero até que um pequeno jato de líquido seja ejetado, resultando em um comprimento contínuo de nanofibra.

p Eles descobriram que, ao tornar a nanofibra mais fina do que antes, não só se tornou mais forte, como era esperado, mas também mais difícil.

p Dzenis sugeriu que a tenacidade vem da baixa cristalinidade das nanofibras. Em outras palavras, tem muitas áreas que são estruturalmente desorganizadas. Essas regiões amorfas permitem que as cadeias moleculares deslizem mais, dando-lhes a capacidade de absorver mais energia.

p As fibras mais avançadas têm menos regiões amorfas, então eles quebram com relativa facilidade. Em um avião, que usa muitos materiais compostos, uma interrupção abrupta pode causar um acidente catastrófico. Para compensar, engenheiros usam mais material, que faz aviões, e outros produtos, mais pesado.

p "Se os materiais estruturais fossem mais resistentes, pode-se fazer produtos mais leves e ainda assim ser muito seguros, "Dzenis disse.

p Armadura corporal, como coletes à prova de balas, também requer um material que seja forte e resistente. "Para parar a bala, você precisa que o material seja capaz de absorver energia antes da falha, e é isso que nossas nanofibras farão, " ele disse.