Cientistas criam tecido tão resistente que poderia proteger espaçonaves de lixo espacial

Engenheiros da Universidade de Wisconsin-Madison criaram um material feito em nanofibras que supera qualquer tecnologia atualmente utilizada, como placas de aço ou Kevlar, na proteção contra impactos de projéteis de alta velocidade. Segundo seus desenvolvedores, o uso desse material na fabricação de espaçonaves poderia servir de escudo contra lixo espacial que ameaça veículos em órbita da Terra.

“Nossos tapetes de nanofibra têm propriedades protetoras que superam em muito outros sistemas materiais, com um peso muitomenor”, diz Ramathasan Thevamaran, professor assistente de física de engenharia da UW-Madison, que liderou a pesquisa, publicada recentemente na revista ACS Nano.

Para criar o material, Thevamaran e o aluno de pós-doutorado Jizhe Cai misturaram nanotubos de carbono multiparedes — cilindros de carbono com apenas um átomo de espessura em cada camada — com nanofibras de Kevlar. Segundo eles, os tapetes de nanofibra resultantes são superiores em dissipar a energia do impacto de pequenos projéteis movendo-se mais rápido do que a velocidade do som.

Esse avanço estabelece as bases para o uso de nanotubos de carbono em materiais para blindagem leves e de alto desempenho, como em coletes à prova de balas para proteger melhor seu usuário, além de escudos ao redor de naves espaciais para mitigar danos causados por detritos em alta velocidade.

“Os materiais de nanofibras são muito úteis para aplicações protetoras porque as fibras em nanoescala têm excelente resistência, dureza e rigidez em comparação com as fibras de macroescala”, explicou Thevamaran. “Os tapetes de nanotubos de carbono mostraram a melhor absorção de energia até agora, e queríamos ver se poderíamos melhorar ainda mais seu desempenho”.

Para isso, a equipe sintetizou nanofibras Kevlar e incorporou uma pequena quantidade delas em seus tapetes de nanotubo de carbono, criando ligações de hidrogênio entre as fibras. Essas ligações de hidrogênio modificaram as interações entre as nanofibras e, juntamente com a quantidade certa de nanofibras de Kevlar misturadas aos nanotubos de carbono, causaram um salto considerável no desempenho geral do material.