p Coloque dois grandes, toras resistentes em um leito de rio, e eles ajudarão a guiar a água em uma direção específica. Mas imagine se a água começasse a simular a rigidez das toras além de fluir por elas. Isso é essencialmente o que acontece em um método de montagem direcionado desenvolvido por Marilyn Minus, professor adjunto do Departamento de Engenharia Mecânica e Industrial do Nordeste. p Em vez de logs, Minus usa minúsculos nanotubos de carbono e sua "água" pode ser qualquer tipo de solução de polímero. Até aqui, ela usou a abordagem para desenvolver um material composto de polímero que é mais forte do que o Kevlar, mas muito mais barato e mais leve. Nesse caso, o polímero não apenas segue a direção dos registros de nanotubos, mas também imita suas propriedades excepcionalmente fortes.

p Com o financiamento de um novo prêmio CAREER da National Science Foundation, Minus agora está expandindo este trabalho para incorporar mais classes de polímeros:materiais retardadores de chama e moléculas biológicas.

p "Com os retardadores de chama, queremos que o polímero de alta temperatura e o nanotubo interajam, não necessariamente agem como os nanotubos, "Minus disse. Essencialmente, ela quer que os dois materiais se "comuniquem" passando calor entre si, aumentando assim o limite de temperatura dos retardadores de chama e permitindo que durem ainda mais. "O nanomaterial pode agarrar esse calor e conduzi-lo para longe, e basicamente evita que o polímero queime muito rapidamente, "ela explicou." O polímero que estamos usando já pode suportar temperaturas bastante altas; estamos apenas empurrando ainda mais longe. "

p No caso do colágeno - a primeira molécula biológica à qual Minus aplicou seu método - Minus espera que a abordagem permita que os nanotubos emprestem sua rigidez ao sistema. Dentro do corpo, as moléculas de colágeno se organizam em uma matriz complexa que sustenta a estrutura de cada uma de nossas células. Mas fora do corpo, os pesquisadores tiveram grandes desafios ao tentar recriar de forma confiável essa matriz.

p Se os cientistas pudessem fazer o colágeno funcionar fora do corpo da mesma forma que o faz dentro, pode fornecer uma plataforma inestimável para testar drogas, entender como os tecidos funcionam, e até mesmo lançar luz sobre as origens de uma variedade de doenças, Minus disse.

p Com base em sua pesquisa anterior, ela descobriu que a chave para o sucesso em fazer essa abordagem é combinar o tamanho e a geometria das nanopartículas de carbono que ela usa com os do polímero em questão. Por exemplo, as moléculas de colágeno têm cerca de 300 nanômetros de comprimento e 1,5 nanômetros de diâmetro, então ela vai querer encontrar um nanotubo que corresponda aproximadamente a essas dimensões. Ela também vai querer usar nanotubos para esta aplicação, em vez de outras formas de carbono que tem à sua disposição:grafeno, grafite, fulerenos, ou mesmo pequenas partículas de nanocarbono - cada uma das quais oferece uma estrutura única.

p "Estamos tentando mudar a entropia do sistema para que os polímeros se organizem em torno dos nanomateriais, "Minus disse." Então você deve ser capaz de obter este efeito. "