Você já se perguntou o que aconteceria se cortássemos a pele de um robô? Provavelmente nada de bom, ou pelo menos foi assim até agora. Uma equipe de pesquisadores daUniversidade de Aalto e dell 'Universidade de Bayreuth criou algo que mais parece um superpoder do que uma descoberta científica: uma “pele de gel” capaz de se regenerar completamente após ser cortada. Uma estrutura única que combina rigidez, flexibilidade e capacidade de autocura, assim como nossa epiderme. O material, apenas quatro horas após o corte, já está 80-90% curado, e depois de 24 horas a ferida está completamente curada. É uma descoberta que pode revolucionar campos que vão da robótica à medicina regenerativa.
A força está nos detalhes microscópicos
Os géis fazem parte do nosso cotidiano, desde substâncias que grudam no cabelo até componentes gelatinosos de alimentos. Mas até agora, nenhum gel artificial conseguiu combinar a alta rigidez com as propriedades de autocura da pele humana.
A verdadeira inovação desta pele em gel está na sua estrutura microscópica. A equipe adicionou “nanofolhas” de argila excepcionalmente grandes e ultrafinas aos hidrogéis normalmente macios e esponjosos, criando uma estrutura altamente ordenada com polímeros densamente compactados. Um único milímetro desse material contém até 10.000 camadas de nanofolhas, o que lhe confere uma rigidez comparável à da pele humana, com elasticidade e flexibilidade semelhantes.
Impressiona-me como algo tão tecnologicamente avançado nasce de um processo que, afinal, tem elementos bastante familiares: Pendure Zhang da Universidade Aalto mistura um pó de monômero com água contendo nanofolhas, depois expõe a mistura a uma lâmpada UV (semelhante à usada para fixar esmalte em gel) e então a mágica acontece.
A intrincada “dança” das moléculas na pele de gel
O segredo da autocura está no que os pesquisadores chamam de emaranhamento, um termo que nós ouvimos frequentemente na física quântica. Desta vez, é pura química.
Emaranhamento significa que as finas camadas de polímero começam a se enrolar umas nas outras como fios de lã, mas em uma ordem aleatória. Quando os polímeros estão totalmente interligados, eles se tornam indistinguíveis uns dos outros. Eles são muito dinâmicos e móveis no nível molecular e, quando você os corta, eles começam a se entrelaçar novamente.
Chen Liang, um pesquisador de pós-doutorado envolvido no estudo, explica que “a radiação UV da lâmpada faz com que as moléculas individuais se liguem, de modo que tudo se torna um sólido elástico: um gel”. Simples, não é?
Além da imitação da natureza
Pesquisa, publicado na prestigiada revista Nature Materials, representa um desses saltos conceituais que podem mudar as regras do design de materiais.
Olli Ikkala, da Universidade Aalto, já vê as implicações futuras:
Imagine robôs com pele resistente e autorreparadora ou tecidos sintéticos autorreparadores.
As nanofolhas de argila sintética foram projetadas e fabricadas por Prof. Josef Breu da Universidade de Bayreuth, na Alemanha, enquanto os pesquisadores da Aalto usaram as instalações do Centro de Nanomicroscopia, parte da infraestrutura nacional de pesquisa finlandesa OtaNano. É justamente essa colaboração internacional que tornou possível superar limites que pareciam intransponíveis: os hidrogéis rígidos, resistentes e auto-reparadores eram há muito tempo um desafio sem solução.
E agora? A pele de gel pode ser apenas o começo de uma nova geração de materiais biomiméticos. Mal posso esperar para colocar as mãos em (essa é a palavra certa) robôs com pele que se comporte como a nossa. Esperando não levar um tapa depois de um beliscão. Ou um soco de kung fu.
