{"id":41586,"date":"2012-12-03T16:08:10","date_gmt":"2012-12-03T18:08:10","guid":{"rendered":"http:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/?p=41586"},"modified":"2012-12-03T16:08:10","modified_gmt":"2012-12-03T18:08:10","slug":"musculo-artificial-e-85-vezes-mais-forte-do-que-o-humano","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/2012\/musculo-artificial-e-85-vezes-mais-forte-do-que-o-humano\/41586","title":{"rendered":"M\u00fasculo artificial \u00e9 85 vezes mais forte do que o humano"},"content":{"rendered":"

Ag\u00eancia FAPESP \u2013 Um grupo internacional de pesquisadores, que inclui cinco brasileiros, desenvolveu um fio dezenas de vezes mais forte do que o m\u00fasculo<\/strong><\/em> humano. Os resultados do trabalho com nanotubos de carbono embebidos em parafina, al\u00e9m de v\u00eddeos de demonstra\u00e7\u00e3o do material, foram publicados pela revista Science.<\/p>\n

Similar a um fio de l\u00e3, o material \u00e9 formado por fibras compostas por feixes de nanotubos de carbono \u2013 estruturas cil\u00edndricas ocas, como canudos, constitu\u00eddas por \u00e1tomos de carbono ocupando v\u00e9rtices de hex\u00e1gonos, que s\u00e3o leves, condutoras e dezenas de vezes mais resistentes do que o a\u00e7o.<\/p>\n

O material durante contra\u00e7\u00e3o foi capaz de desenvolver uma pot\u00eancia de 27,9 kW\/kg, enquanto o m\u00e1ximo que o m\u00fasculo humano consegue desenvolver \u00e9 cerca de 85 vezes menos. Ao ser torcido, o fio forma uma estrutura helicoloidal (de uma h\u00e9lice) e se contrai por completo a uma velocidade de apenas 25 milion\u00e9simos de segundo \u2013 o que lhe permite suportar objetos atados com peso cem mil vezes maior do que o dele.<\/p>\n

Os pesquisadores observaram que a contra\u00e7\u00e3o do fio tamb\u00e9m pode ser induzida por um est\u00edmulo t\u00e9rmico, produzido por uma corrente el\u00e9trica ou luminosa, em fun\u00e7\u00e3o de o material possuir capacidade de absorver radia\u00e7\u00e3o e aumentar sua pr\u00f3pria temperatura em n\u00edveis mais altos do que os de outros.<\/p>\n

Al\u00e9m disso, tamb\u00e9m constataram que a contra\u00e7\u00e3o do material poderia ser potencializada ao revesti-lo com parafina de cera, que tem a capacidade de se expandir muito rapidamente quando exposta a uma fonte de calor.<\/p>\n

Por meio da combina\u00e7\u00e3o das propriedades dos dois materiais, quando o fio \u00e9 aquecido por meio da exposi\u00e7\u00e3o a uma l\u00e2mpada incandescente ou de uma corrente el\u00e9trica, a parafina da cera que o reveste se expande, obrigando o fio se contrair. J\u00e1 quando se resfria, o material retorna ao estado inicial, provocando o relaxamento do fio, como ocorre com o m\u00fasculo humano.<\/p>\n

\u201cPor causa da expans\u00e3o e contra\u00e7\u00e3o da parafina, o fio pode realizar ciclicamente esse movimento de contra\u00e7\u00e3o e relaxamento que pode ser aplicado para erguer objetos muito mais pesados do que ele\u201d, disse Alexandre Fontes da Fonseca, professor do Departamento de F\u00edsica da Faculdade de Ci\u00eancias da Universidade Estadual Paulista (Unesp) em Bauru, e um dos autores do estudo, \u00e0 Ag\u00eancia FAPESP.<\/p>\n

De acordo com os autores da pesquisa, uma das poss\u00edveis aplica\u00e7\u00f5es tecnol\u00f3gicas do fio de nanotubos de carbono revestidos com parafina de cera estaria no desenvolvimento de tecidos inteligentes, com prote\u00e7\u00e3o contra o fogo.<\/p>\n

Como o fio tem a capacidade de se contrair instantaneamente s\u00f3 em fun\u00e7\u00e3o do aumento da temperatura, em uma explos\u00e3o um tecido feito com o material teria a capacidade de fechar os poros rapidamente e impedir a exposi\u00e7\u00e3o ao fogo.<\/p>\n

O material tamb\u00e9m pode ser utilizado para o desenvolvimento de \u201cm\u00fasculos artificiais\u201d para o controle de movimentos de pr\u00f3teses externas (exoesqueletos) e rob\u00f4s, para alavancas mais eficientes para mover objetos al\u00e9m de em cateteres, que podem ser empregados em interven\u00e7\u00f5es minimamente invasivas, como no caso da desobstru\u00e7\u00e3o de art\u00e9rias.<\/p>\n

Mas um dos maiores interesses no material \u00e9 para aplica\u00e7\u00f5es militares, em dispositivos que protejam balisticamente soldados, por exemplo. Os dois principais financiadores do estudo nos Estados Unidos foram a Marinha e a For\u00e7a A\u00e9rea norte-americana.<\/p>\n

\u201cEsse material, provavelmente, vai gerar dezenas de patentes\u201d, disse Douglas Soares Galv\u00e3o, professor do Instituto de F\u00edsica Gleb Wataghin (IFGW) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e autor da pesquisa.<\/p>\n

Essa n\u00e3o foi a primeira vez que se obteve um fio de nanotubos de carbono. Em um trabalho anterior, realizado pelo pr\u00f3prio grupo, foi desenvolvido um fio que, em vez de ser embebido em parafina de cera, necessita de uma fonte l\u00edquida ou eletrol\u00edtica para funcionar. Por\u00e9m, em fun\u00e7\u00e3o disso, as vantagens da leveza dos nanotubos de carbono eram perdidas porque se necessitava de uma fonte muito mais pesada do que o material para utiliz\u00e1-lo.<\/p>\n

\u201cO grande avan\u00e7o desse novo fio de nanotubos de carbono revestido com parafina \u00e9 que ele pode operar no ar, sem fonte externa. S\u00f3 a luz \u00e9 suficiente para fazer com que ele se contraia\u201d, comparou Galv\u00e3o.<\/p>\n

Galv\u00e3o mant\u00e9m h\u00e1 mais de 20 anos colabora\u00e7\u00f5es cient\u00edficas com o grupo de cientistas do NanoTech Institute da Universidade do Texas em Dallas, nos Estados Unidos, onde foi realizada a parte experimental do estudo por um grupo que inclui os brasileiros M\u00e1rcio Dias Lima e M\u00f4nica Jung de Andrade \u2013autores principais do trabalho.<\/p>\n

Os outros autores brasileiros do projeto \u2013 Leonardo Dantas Machado, que realiza doutorado no IFGW da Unicamp sob orienta\u00e7\u00e3o de Galv\u00e3o, com Bolsa da FAPESP<\/a>, e Fonseca, da Unesp de Bauru, que tamb\u00e9m realizou suas pesquisas de inicia\u00e7\u00e3o cient\u00edfica<\/a>, doutorado<\/a> e p\u00f3s-doutorado<\/a> com Bolsa da FAPESP \u2013 tamb\u00e9m passaram pelo Instituto de Nanotecnologia da universidade norte-americana.<\/p>\n

Contribui\u00e7\u00e3o brasileira<\/p>\n

Uma das principais contribui\u00e7\u00f5es dos pesquisadores sediados no Brasil no estudo foi analisar as propriedades estruturais, mec\u00e2nicas e o comportamento el\u00e1stico-mec\u00e2nico dos fios de nanotubos de carbono.<\/p>\n

O trabalho de Fonseca, por exemplo, foi compreender melhor o processo de forma\u00e7\u00e3o da estrutura helicoloidal das fibras de nanotubos de carbono quando s\u00e3o torcidas.<\/p>\n

O objetivo da pesquisa foi aumentar o entendimento sobre as contra\u00e7\u00f5es na escala dos nanotubos de carbono individuais do fio. Mas o grupo de cientistas ainda n\u00e3o sabe se os nanotubos de carbono apresentam contra\u00e7\u00e3o ou expans\u00e3o t\u00e9rmica negativa.<\/p>\n

No caso do grafeno, por exemplo, que consiste de um nanotubo de carbono desenrolado, alguns estudos demonstraram que, quando aquecido at\u00e9 menos de 700 graus, o material encolhe, em vez de se expandir, devido a vibra\u00e7\u00f5es dos \u00e1tomos fora do plano da estrutura. \u201cAinda h\u00e1 d\u00favidas se os nanotubos de carbono individuais se contraem ou n\u00e3o e n\u00e3o h\u00e1 uma conclus\u00e3o definitiva sobre isso\u201d, disse Fonseca.<\/p>\n

Por meio de um projeto de pesquisa<\/a> que iniciou em setembro, com apoio da FAPESP, o pesquisador pretende estudar em n\u00edvel microsc\u00f3pico o comportamento t\u00e9rmico de contra\u00e7\u00e3o e expans\u00e3o de nanotubos de carbono individuais por meio de simula\u00e7\u00f5es atom\u00edsticas para tentar compreender as propriedades mec\u00e2nicas e el\u00e1sticas mais gerais do fio.<\/p>\n

O artigo Eletrically, chemically, and photonically powered torsional and tensile actuation of hybrid carbon nanotube yarn muscles(doi: 10.1126\/science.1226762), de M\u00e1rcio Dias Lima e outros, pode ser lido por assinantes da Science em www.sciencemag.org<\/a>.<\/p>\n

Por Elton Alisson<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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