Pesquisadores na Suécia produziram um material de base biológica que supostamente ultrapassa a resistência de todos os materiais de base biológica conhecidos, sejam fabricados ou naturais, incluindo madeira e seda de aranha.

Trabalhando com nanofibra de celulose (CNF), o bloco de construção essencial de madeira e outras plantas, os pesquisadores relatam que superaram a dificuldade de traduzir as incríveis propriedades mecânicas dessas nanofibras em maiores, materiais leves para uso em aviões, carros, móveis e outros produtos.

"As fibras de nanocelulose de base biológica fabricadas aqui são 8 vezes mais rígidas e têm resistências maiores do que as fibras de seda de aranha natural, geralmente considerado o material de base biológica mais forte, "diz o autor correspondente Daniel Söderberg, pesquisador do KTH Royal Institute of Technology. "A resistência específica está excedendo a dos metais, ligas, cerâmica e fibras de vidro tipo E ".

Publicado na revista American Chemical Society ( ACS Nano ), o estudo descreve um novo método que imita a capacidade da natureza de organizar nanofibras de celulose em arranjos em macroescala quase perfeitos.

O progresso relatado resulta do desenvolvimento de percepções sobre a forma como a física controla a estruturação de componentes, como CNF, em nanoescala durante a fabricação.

Esse entendimento possibilitou um novo processo, que envolve o controle do fluxo de nanofibras suspensas em água em um canal de 1 mm de largura fresado em aço inoxidável. Os fluxos de conexão de água desionizada e água de baixo pH ajudam a alinhar as nanofibras na direção certa e permitem que as interações supramoleculares entre os CNFs se auto-organizem em um estado bem compactado, onde são unidos.

"Esta descoberta é possível pela compreensão e controle dos parâmetros fundamentais essenciais para uma nanoestruturação perfeita, como tamanho de partícula, interações, alinhamento, difusão, formação e montagem de rede, "Söderberg diz.

Söderberg diz que o estudo abre caminho para o desenvolvimento de material de nanofibra que pode ser usado para estruturas maiores, mantendo a resistência à tração das nanofibras e capacidade de suportar cargas mecânicas. O processo também pode ser usado para controlar a montagem em nanoescala de tubos de carbono e outras fibras nanométricas.

As medições do material foram relatadas para rigidez à tração, 86 gigapascals (GPa), e para resistência à tração, 1,57 GPa.