p Imagine usar um pano de limpeza que pudesse detectar a presença de uma bactéria ou patógeno e mudar para uma cor diferente, ou uma máscara respiratória N95 que pode detectar a presença do novo coronavírus e responder de uma forma que alerta o usuário, para que eles soubessem quando teriam que mudá-lo. p Christina Tang, Ph.D., um professor assistente no Departamento de Engenharia Química e Ciências da Vida da Virginia Commonwealth University, está testando novas maneiras de dar vida a esses cenários girando cristais líquidos em fibras que mudam de cor em diferentes temperaturas.

p Tang e os alunos de sua equipe de Projetos Verticamente Integrados têm trabalhado em um projeto com o Exército dos EUA para fazer fibras com essas propriedades aparentemente mágicas - ou termocrômicas. Em vez de uma roda giratória, O laboratório de Tang usa um instrumento de eletrofiação em um processo que ela comparou à fabricação de algodão doce. Um bico gera o material, que é então puxado em uma fibra e enrolado em folhas.

p O grupo de Tang está determinando como a fibra e os cristais líquidos podem ser processados ​​para que um aumento ou queda na temperatura resulte em uma mudança "para que ainda possamos obter cor, mas também compreender fundamentalmente como esse processamento afeta a mudança de fase. "

p Esses "tecidos inteligentes" são feitos de materiais macios, materiais leves e elásticos e podem ser usados ​​em roupas, como camuflagem, ou para outras aplicações, como detectar a presença de um patógeno como um vírus. Eles também foram usados ​​para criar sensores e dispositivos vestíveis.

p Tang trabalha em nanoescala, onde uma nanofibra é 1, 000 vezes menor que a largura de um cabelo humano. Suas áreas de pesquisa incluem nanomateriais poliméricos funcionais e nanopartículas.

p Os nanomateriais de polímero são feitos de plásticos como náilon ou polietileno - o mesmo tipo de material usado para fazer garrafas plásticas de refrigerante. O laboratório de Tang fabrica nanofibras não tecidas, semelhante a uma sacola de compras reutilizável, que pode ser facilmente produzido em massa.

p "Gostamos de pensar em como podemos adicionar função a esses materiais, " ela disse.

p No caso da máscara N95, ela disse, um usuário saberia "quando você tivesse que mudá-lo, em vez de apenas adivinhar. "Com os lenços de limpeza, "você poderia continuar limpando até que não mudasse mais de cor."

p Em sua investigação para compreender as propriedades fundamentais desses materiais, Tang está testando como fazer fibras termocrômicas incorporando formulações de cristal líquido em nanofibras eletrofiadas.

p Aaron Wimberly, um júnior com especialização em engenharia química e ciências da vida, começou a trabalhar no projeto no verão antes de seu segundo ano.

p "Quando cheguei ao laboratório e o Dr. Tang estava me mostrando algumas das amostras de esteiras tecidas eletrofiadas e soluções de polímero, foi realmente, realmente legal, "ele disse. Desde então, ele ajudou a fazer amostras que podem mudar de cor.

p Tang disse que alguns pesquisadores da área se concentram em líquidos, enquanto outros em polímeros. A abordagem dela, na interseção dos dois, aplica métodos normalmente usados ​​para líquidos a esses materiais.

p Os cristais líquidos, que estão entre as fases líquida e sólida, têm a propriedade ótica de cor refletida - "o mesmo princípio que dá às asas de borboleta sua cor em vez de tinturas que absorvem a cor, "Tang disse.