TEXTO PARA DIVULGAÇÃO CIENTÍFICA

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1 TEXTO PARA DIVULGAÇÃO CIENTÍFICA 08 Novos Materiais Adriana Braga Maria Eugênia Garcia Porto Robinson Braga Inara Gabriel da Silva Campinas, novembro de

2 Ficha Catalográfica Elaborada pela Biblioteca da Facamp N689 Novos materiais / Adriana Braga [et al.]. Campinas: [s.n.], p. Texto para Divulgação Científica n. 8 Faculdades de Campinas. 1. Novos materiais. I. Mesquita, Melissa. II. Porto, Maria Eugênia Garcia. III. Silva, Eduardo Tinois da. IV. Lemos, Paulo Antonio Borges. V. Faculdades de Campinas. VI. Título. CDD 620 2

3 Adriana Braga Maria Eugênia Garcia Porto Robinson Braga Inara Gabriel da Silva Novos Materiais Vamos tratar dos novos materiais que estão alterando profundamente o sistema de transportes, as telecomunicações, a produção industrial, a saúde e o bem-estar das pessoas, dentre outros. Como apresentado no texto a respeito da nanotecnologia, a manipulação de átomos permitiu o desenvolvimento de novos materiais que estão presentes em todos os campos da vida cotidiana. Um campo que tem chamado muito a atenção nos últimos anos é o dos materiais supercondutores. Todo material que conduz energia elétrica dissipa uma parte da energia na forma de calor. Os materiais apresentam uma certa resistência à condução elétrica, alguns mais, outros menos. E essa resistência faz com que parte da energia seja dissipada. É por isso que todos os aparelhos eletroeletrônicos esquentam. Quando carregamos um celular na tomada, o aparelho fica quente porque uma parte da energia que o carrega é desperdiçada sob a forma de calor. Nas últimas décadas, houve um grande desenvolvimento de materiais capazes de conduzir a eletricidade sem que haja qualquer perda. Estes são chamados de supercondutores. Descobriu-se que alguns materiais, quando colocados em temperaturas baixíssimas (da ordem de 200ºC negativos), deixam de ter resistência à corrente elétrica, criando 3

4 campos magnéticos fortíssimos. Tão fortes que permitem a levitação magnética de trens! O desafio era conseguir que estes materiais mantivessem a supercondução à temperatura ambiente. Em 2004, foi inaugurado na China um sistema ferroviário baseado nesse princípio. A cidade de Xangai foi então interligada ao aeroporto por trens que, levitando, chegam a atingir 430 km /h. Tal velocidade é alcançada pela ausência de atrito entre as rodas e os trilhos. Outro exemplo: Os compósitos são produtos resultantes da união de materiais com propriedades distintas e que somam suas diferentes propriedades físicas e químicas. Tais materiais estão transformando os meios de transportes, substituindo o aço e o vidro em carros, aviões, embarcações e satélites. Um exemplo conhecido por todos é a fibra de vidro, composta por minúsculos filamentos de vidro, unidos por uma resina plástica, chamada poliéster. O material tem uma enorme resistência à tração graças aos filamentos de vidro e, ao mesmo tempo, é bastante leve por causa do plástico. Mais um exemplo é a fibra de carbono, mais leve e mais forte do que o aço. Mais de 50 por cento da nova estrutura dos modernos aviões da Airbus, incluindo a fuselagem e as asas, é feita a partir de fibra de carbono e de vidro. Tais compósitos minimizam a fadiga e a corrosão e, por serem reforçados com fibras, raramente fraturam. 4

5 Novos metais em desenvolvimento substituem plásticos no acabamento de aparelhos eletrônicos como celulares. É o caso das ligas amorfas desenvolvidas pela empresa Ideo que as chamou de Liquid Metal. São ligas metálicas de titânio, berílio, cobre, níquel e zircônio que competem com o plástico e a cerâmica nas capas de celulares. Essas ligas possibilitam um acabamento igual ou melhor do que o dos plásticos injetados, com a dureza próxima à dos materiais cerâmicos. Já existem estruturas de proteção para telefones celulares que dobram e preservam suas características mecânicas. Uma das ideias é a de um telefone que se dobra em qualquer posição. Os celulares têm demandado importantes inovações em materiais. Para desenvolver celulares com telas sensíveis ao toque, por exemplo, era necessário um vidro que fosse fino, leve, claro, com dureza elevada para evitar os riscos e grande resistência a impactos para suportar as quedas. 5

6 A Corning desenvolveu o Gorilla Glass, um vidro ultra-resistente a choques e riscos com espessura inferior a um milímetro. No que se refere a vidros, a Samsung apresentou um novo produto que, do lado de fora, parece uma janela normal. Mas, por dentro, é uma tela transparente com todas as funcionalidades de um tablet: internet, vídeos, fotos, previsão do tempo e redes sociais. Tudo de forma simples e intuitiva. É transparente, mas pode fechar cortinas virtuais para a luz natural não incomodar. Os metais com memória da forma são materiais que, quando aquecidos, revertem para uma forma memorizada. O Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da General Motors desenvolve várias ligas metálicas com memória de forma. No projeto do 6

7 Corvette Stingray, a tampa do porta malas será acionada através da sua luz interna. A eletricidade, ao passar pelos cabos dessas novas ligas, aquecerá o material, encolhendo-o, e abrirá o porta malas. Ao esquentar, ele se abre! Ao desligar a iluminação, o material esfria e o porta malas se fecha, retomando a forma original. O carro fica mais leve não precisa de amortecedores, molas e de motores para abrir e fechar o porta malas. Gostaria de chamar a atenção para a aplicação dos novos materiais na área de saúde e bem-estar. O Fraunhofer Institute desenvolveu uma córnea artificial. Ela é feita de material sintético polimérico com elevada capacidade de absorção de água e funcionalidade óptica, o ArtCornea. Por outro lado existem também as lentes poliméricas que medem os níveis de glicose no sangue. A lente é composta por polímeros, ligados a um chip sem fios, e a um sensor de glicose miniaturizado, que mede os níveis de açúcar no fluido lacrimal. É uma tecnologia que integra os conhecimentos na área de materiais, eletrônica e médica. Outro biomaterial muito promissor é o adesivo sintético para tecidos. Composto por um biogel sensível à luz, ele auxilia no crescimento de uma nova cartilagem totalmente funcional. É uma esperança para pacientes com danos na cartilagem. O biogel se solidifica quando exposto à luz e a cola biológica cria uma estrutura de suporte, que estimula o crescimento da nova cartilagem e sua integração. 7