Supermúsculo artificial orgânico é descoberto por acaso

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/10/2019

Só uma câmera de alta velocidade consegue rastrear a bolinha de vidro (seta laranja) sendo arremessada pela minúscula amostra de músculo artificial (seta branca).
[Imagem: Duan et al. - 10.1038/s41467-019-12601-y]

Músculo artificial orgânico

Um material orgânico capaz de mudar de forma repetidamente sem se quebrar teria muitas aplicações úteis, podendo funcionar como músculo artificial, atuador, bomba ou mesmo como um interruptor.

E um material com essa propriedade acaba de ser descoberto acidentalmente.

"Eu costumo chamá-lo de 'máquina de pinball molecular'," comentou o professor Theo Rasing, da Universidade Radboud, nos Países Baixos, referindo-se ao 4-DBpFO, um centro de fluorenona com dois anéis fenil em cada lado, conectados por ligação simples.

Os cristais do material têm a propriedade única de mudar significativamente de forma ante variações de temperatura - em torno de 180 graus Celsius - e fazer isso sem se quebrar, o que permite que essa alteração seja repetida centenas de vezes.

A referência aos antigos fliperamas foi mostrada em um dos experimentos que a equipe usou para demonstrar a incrível força desses novos músculos artificiais: a capacidade de mudança de forma do material é capaz de arremessar uma esfera de vidro em alta velocidade.

Nesse arremesso da bolinha, similar ao das mesas de pinball, o material cristalino orgânico libera uma força correspondente a 10.0000 vezes o seu próprio peso.

A mudança súbita na forma do material é disparada quando ele atinge um limite de temperatura.
[Imagem: Duan et al. - 10.1038/s41467-019-12601-y]

Susto bem-vindo

A equipe estava estudando o material devido às suas propriedades ópticas - eles trabalham com tecnologias optomagnéticas para gravação de dados -, por isso levaram um susto quando, ao alterar a temperatura, viram o material dar um pulo enquanto era observado sob o microscópio.

"Nossa descoberta dessas propriedades neste material foi na verdade um golpe de sorte", confessou Yulong Duan, que foi quem levou o susto.

Além de ser muito forte, o fato de o material ser orgânico o coloca como solução ideal para um problema que tem travado um maior desenvolvimento dos microlaboratórios, ou "laboratórios em um chip", que precisam de bombas para impulsionar quantidades minúsculas de fluidos em seus microcanais.

"O problema com os cristais orgânicos atuais é que essas mudanças de forma devido à temperatura, por exemplo, quebram rapidamente o material," explica Rasing. E o novo material não se quebrou mesmo após repetidas mudanças de forma, o que acontece porque suas moléculas deslizam umas sobre as outras quando ele dá seu "chute".

Rumo a possíveis aplicações práticas, a equipe agora pretende estudar como o efeito pode ser mantido a temperaturas mais baixas. Eles também querem aproveitar as propriedades ópticas do material para descobrir como fazer com que a mudança de forma seja disparada por luz.

Bibliografia:

Artigo: Robust thermoelastic microactuator based on an organic molecular crystal
Autores: Yulong Duan, Sergey Semin, Paul Tinnemans, Herma Cuppen, Jialiang Xu, Theo Rasing
Revista: Nature Communications
Vol.: 10, Article number: 4573
DOI: 10.1038/s41467-019-12601-y