p Uma equipe de químicos e engenheiros de polímeros da Carnegie Mellon University desenvolveu uma nova metodologia que pode ser usada para criar uma classe de compósitos de polímeros elásticos com propriedades elétricas e térmicas aprimoradas. Esses materiais são candidatos promissores para uso em robótica leve, eletrônicos e dispositivos médicos de autocura. Os resultados são publicados na edição de 20 de maio da Nature Nanotechnology . p No estudo, os pesquisadores combinaram seus conhecimentos em ciência básica e engenharia para desenvolver um método que incorpore uniformemente o gálio-índio eutético (EGaIn), uma liga metálica que é líquida à temperatura ambiente, em um elastômero. Isso criou um novo material - altamente esticável, suave, Composto multifuncional com alto nível de estabilidade térmica e condutividade elétrica.

p Carmel Majidi, professor de Engenharia Mecânica da Carnegie Mellon e diretor do Soft Machines Lab, conduziu uma extensa pesquisa para o desenvolvimento de novos, materiais macios que podem ser usados ​​para aplicações biomédicas e outras. Como parte desta pesquisa, ele desenvolveu compósitos de borracha semeados com gotículas nanoscópicas de metal líquido. Os materiais pareciam promissores, mas a técnica de mistura mecânica que ele usou para combinar os componentes produziu materiais com composições inconsistentes, e como resultado, propriedades inconsistentes.

p Para superar este problema, Majidi procurou o químico de polímeros Carnegie Mellon e o professor de Ciências Naturais da Universidade J.C. Warner Krzysztof Matyjaszewski, que desenvolveu a polimerização de radical por transferência de átomo (ATRP) em 1994. ATRP, o primeiro e mais robusto método de polimerização controlada, permite que os cientistas unam monômeros peça por peça, resultando em polímeros altamente adaptados com propriedades específicas.

p "Novos materiais só são eficazes se forem confiáveis. Você precisa saber se o seu material funcionará da mesma maneira todas as vezes antes de transformá-lo em um produto comercial, "disse Matyjaszewski." ATRP provou ser uma ferramenta poderosa para a criação de novos materiais que tenham consistência, estruturas confiáveis ​​e propriedades únicas. "

p Majidi, Matyjaszewski e o professor de Engenharia e Ciência de Materiais Michael R. Bockstaller usaram ATRP para anexar escovas de monômero à superfície de nanogotículas de EGaIn. Os pincéis foram capazes de se ligar, formando ligações fortes com as gotas. Como resultado, o metal líquido uniformemente disperso em todo o elastômero, resultando em um material com alta elasticidade e alta condutividade térmica.

p Matyjaszewski também observou que, após o enxerto de polímero, a temperatura de cristalização de eGaIn foi suprimida de 15 C a -80 C, estendendo a fase líquida da gota ¬ - e, portanto, suas propriedades líquidas - até temperaturas muito baixas.

p "Agora podemos suspender o metal líquido em praticamente qualquer polímero ou copolímero para adaptar as propriedades do material e melhorar o desempenho, "disse Majidi." Isso não foi feito antes. Isso abre a porta para futuras descobertas de materiais. "

p Os pesquisadores imaginam que este processo poderia ser usado para combinar diferentes polímeros com metal líquido, e controlando a concentração de metal líquido, eles podem controlar as propriedades dos materiais que estão criando. O número de combinações possíveis é vasto, mas os pesquisadores acreditam que, com a ajuda da inteligência artificial, sua abordagem poderia ser usada para projetar compósitos de elastômero "feitos sob medida" com propriedades personalizadas. O resultado será uma nova classe de materiais que podem ser usados ​​em uma variedade de aplicações, incluindo robótica leve, pele artificial e dispositivos médicos biocompatíveis.