Em resumo: Pesquisadores da Universidade da Califórnia, Merced, desenvolveram um material flexível e eletricamente condutor que poderá um dia aumentar a durabilidade de dispositivos vestíveis, como smartwatches.
O novo material apresenta durabilidade adaptativa, o que significa que fica mais forte quando esticado ou atingido. Curiosamente, a inspiração para o material veio da cozinha.
A investigadora principal do projeto, Yue (Jessica) Wang, observa que quando o amido de milho e a água são misturados lentamente, a colher misturadora se move facilmente pela mistura. Ao retirar a colher e tentar inseri-la novamente com força, você obtém um resultado diferente. “É como esfaquear uma superfície dura”, disse Wang, e a colher não volta para dentro.
A equipe de Wang pretendia imitar esta curiosa propriedade em um material sólido e eletricamente condutor.
Para concretizar o seu objetivo, a equipe teve que identificar a combinação correta de polímeros conjugados, que são moléculas longas e condutoras em forma de fios de espaguete. A maioria dos polímeros flexíveis quebra quando submetidos a impactos repetidos, rápidos ou elevados.
Os pesquisadores começaram com uma solução aquosa composta por quatro polímeros: ácido poli (2-acrilamido-2-metilpropanossulfônico) semelhante a espaguete, moléculas mais curtas de polianilina e uma combinação condutora chamada poli (3,4-etilenodioxitiofeno) poliestireno sulfonato (PEDOT: PSS ).
Eles ajustaram a fórmula ao longo do caminho para aumentar a condutividade e a durabilidade adaptativa. Adicionar 10% a mais de PEDOT:PSS à mistura, por exemplo, melhorou a condutividade e a durabilidade adaptativa.
A equipe também experimentou adicionar pequenas moléculas à mistura, observando como cada aditivo alterava as características dos polímeros. Em última análise, os aditivos de nanopartículas com carga positiva melhoraram melhor a funcionalidade adaptativa.
“Adicionar moléculas carregadas positivamente ao nosso material tornou-o ainda mais forte a taxas de estiramento mais elevadas”, diz Di Wu, investigador de pós-doutoramento no laboratório de Wang.
As aplicações práticas poderiam incluir bandas integradas e sensores traseiros para smartwatches que poderiam facilmente suportar o ambiente hostil da vida diária no pulso de um ser humano. O material flexível também pode ser adequado na área médica, talvez integrando-se a dispositivos vestíveis, como sensores cardiovasculares ou monitores de glicose.
Wu e sua equipe até adaptaram uma versão anterior do material que é adequada para impressão 3D e criaram uma réplica de uma mão humana para demonstrar o potencial para uso como prótese.
“Há uma série de aplicações potenciais e estamos entusiasmados em ver aonde esta propriedade nova e não convencional nos levará”, disse Wang.