Pesquisadores da UT Dallas criaram novas estruturas que exploram as propriedades eletromecânicas de nanofibras específicas para esticar até sete vezes seu comprimento, enquanto permanece mais resistente do que Kevlar.

Essas estruturas absorvem até 98 joules por grama. Kevlar, frequentemente usado para fazer coletes à prova de balas, pode absorver até 80 joules por grama. Os pesquisadores esperam que as estruturas um dia formem materiais que possam se reforçar em pontos de alta tensão e possam ser usadas em aviões militares ou outras aplicações de defesa.

Em um estudo publicado por Materiais e interfaces aplicados ACS , um jornal da American Chemical Society, os pesquisadores transformaram a nanofibra em fios e bobinas. A eletricidade gerada ao esticar a nanofibra torcida formou uma atração 10 vezes mais forte do que uma ligação de hidrogênio, que é considerada uma das forças mais fortes formadas entre as moléculas.

Os pesquisadores procuraram imitar seus trabalhos anteriores sobre a ação piezoelétrica (como a pressão forma cargas elétricas) das fibras de colágeno encontradas dentro do osso na esperança de criar materiais de alto desempenho que possam se reforçar, disse o Dr. Majid Minary, professor assistente de engenharia mecânica na Escola de Engenharia e Ciência da Computação Erik Jonsson da Universidade e autor sênior do estudo.

"Reproduzimos esse processo em nanofibras, manipulando a criação de cargas elétricas para resultar em um peso leve, flexível, ainda material forte, "disse Minary, que também é membro do Alan G. MacDiarmid NanoTech Institute. "Nosso país precisa desses materiais em grande escala para aplicações industriais e de defesa."

Para seu experimento, pesquisadores primeiro fiaram nanofibras de um material conhecido como fluoreto de polivinilideno (PVDF) e seu copolímero, fluoreto de polivinvilideno trifluoroetileno (PVDF-TrFE).

Os pesquisadores então torceram as fibras em fios, e então continuou a torcer o material em bobinas.

"É literalmente torcido, o mesmo processo básico usado na fabricação de cabos convencionais, "Minary disse.

Os pesquisadores então mediram as propriedades mecânicas do fio e das bobinas, como até que ponto ele pode esticar e quanta energia pode absorver antes da falha.

"Nosso experimento é a prova do conceito de que nossas estruturas podem absorver mais energia antes da falha do que os materiais convencionalmente usados ​​em armaduras à prova de balas, "Disse Minary." Nós acreditamos, modelado após o osso humano, que essa flexibilidade e força vêm da eletricidade que ocorre quando essas nanofibras são torcidas. "

A próxima etapa da pesquisa é fazer estruturas maiores com os fios e bobinas, Minary disse.