Como uma rachadura pode se “autoreparar”

Quebrar algo que se autoconserta. Isso pode ser realidade em pouco tempo. O desenvolvimento de materiais de autorreparo tem crescido com os cientistas se inspirando em sistemas biológicos.

Pesquisadores descobriram uma maneira de bombear fluidos “cicatrizantes” em torno de um material, assim como a circulação do sangue animal.

Materiais que possam se reparar sozinhos, da mesma maneira como eles quebram, teriam uso na engenharia civil e em construções.

Os materiais autorreparadores têm sido pesquisados por quase uma década, na busca por reduzir os riscos e custos de danos em uma ampla gama de materiais.

Diferentes abordagens são usadas para a criação de tais materiais, dependendo do tipo que precisa ser reparado: metais, plásticos ou compósitos de carbono.

Estes métodos incluem a criação de materiais que possuem microcápsulas com um agente de reparo, que se rompem quando o material é danificado, liberando o líquido de cura, que endurece e completa a rachadura.

Apesar de eficaz, este e outros métodos são limitados pela pequena quantidade de agente de reparo que pode caber dentro do material, sem enfraquecê-lo.

Mas novos desenvolvimentos nessa tecnologia já foram iniciados e envolvem a impregnação de plásticos com uma fina rede de canais, com menos de 100 milionésimos de metro de diâmetro cada, que podem ser preenchidos com resinas líquidas.

Estas redes microvasculares penetram no material como o sistema de circulação de um animal, fornecendo o agente de reparo para todas as áreas, pronto para ser lançado quando e onde uma rachadura aparece.

Porém, algumas limitações ainda entravam esta tecnologia, como o processo de cura, que depende de uma absorção lenta e de difundir o agente reparador em uma rachadura.

Os pesquisadores, portanto, aprendem outra lição da biologia para melhorar o desempenho do material.

Em um sistema biológico, os fluidos são bombeados, então os pesquisadores criaram uma maneira de bombear ativamente fluidos em sua rede microvascular.

Seringas na parte externa do material põem os fluídos de reparo sob pressão, para que quando apareça uma rachadura, a pressão constante guie o líquido nas rachaduras.

Nos experimentos, dois canais paralelos foram criados em um plástico e bombeavam com uma resina líquida e um produto químico que aciona o endurecimento da resina para que ela se solidifique.

Quando se forma uma rachadura, ambos os microcanais são violados e os dois líquidos são bombeados para a área danificada.

Os pesquisadores realizaram experiências com o bombeamento de líquidos em pulsos, de modo que primeiro a resina era empurrada para a rachadura e depois o endurecedor, em ciclos de repetição.

Isso foi a maneira mais eficiente de preencher grandes fendas e assegurar a mais ampla disseminação dos agentes de cura, até agora.

No trabalho experimental que o grupo realizou, a impulsão veio do lado de fora do material. Mas ainda se quer incorporar bombas para gerar a pressão no material em si.

Muitas estruturas em larga escala, onde os materiais de autorreparo seriam mais úteis, por exemplo aviões e naves espaciais, já têm sistemas hidráulicos embutidos.

O próximo passo da equipe é olhar para a forma como o sistema de autocura pode ser integrado em grandes escalas de infraestruturas civis, e como ele pode ser otimizado para oferecer o maior potencial reparador. [BBC]