Uma nova fibra superforte poderia revolucionar os coletes à prova de balas e os equipamentos de proteção.
Graças a uma descoberta realizada por investigadores na China, o material é mais forte, mais resistente e mais eficaz na detenção de balas – embora mais fino – do que o atual material padrão-ouro, o Kevlar.
O Kevlar é feito de fibras de aramida, que podem se tornar quebradiças se os cientistas tentarem fortalecê-las.
“Resistência dinâmica e rigidez ultra-altas são importantes para materiais fibrosos em aplicações de proteção contra impacto. No entanto, o compromisso entre resistência e rigidez é um desafio persistente na ciência dos materiais”, escreveram os autores do estudo no artigo.
“Alcançar o sucesso simultâneo em ambas as propriedades exige técnicas de fabricação inovadoras. As cadeias poliméricas tendem a escorregar quando carregadas, o que prejudica a utilização eficaz de suas altas propriedades mecânicas inerentes, limitando assim a resistência e a rigidez das fibras poliméricas.
“Para resolver este problema, desenvolvemos uma técnica eficaz que controla a orientação dos nanotubos de carbono dentro da fibra para evitar o deslizamento da cadeia”.
Ao controlar a orientação de longos nanotubos de carbono dentro das fibras, a equipe produziu “fibras compostas de nanotubos de carbono/aramida heterocíclica com uma resistência dinâmica de 10,3 GPa e uma rigidez dinâmica de 706,1 MJ m-3.”
O novo tipo de fibra – criado pela combinação destes dois componentes e garantindo que estão retos e paralelos entre si para os unir – é mais forte, mais rígido e mais fino que o cabelo humano.
Os pesquisadores atribuíram o “desempenho dinâmico ultra-alto” ao “deslizamento inibido” e à “quebra significativa das correntes de aramida sob impacto em alta velocidade”. Esses testes de alta velocidade incluíram testes balísticos semelhantes aos usados para coletes à prova de balas, nos quais a fibra tem melhor desempenho.
“Esses comportamentos são devidos ao melhor alinhamento das cadeias poliméricas, à redução da porosidade e, portanto, ao aprimoramento das interações interfaciais e da eficiência de transferência de carga induzida por longos nanotubos de carbono alinhados e pela elaboração em vários estágios”, escreveram os autores.
“Este trabalho fornece uma nova compreensão e um possível caminho para explorar o desempenho mecânico inerente das cadeias poliméricas em macroescala.”
Se novas fibras forem adotadas, os coletes à prova de balas e os equipamentos de proteção poderão em breve se tornar muito mais seguros e eficazes.
Semana de notícias Os pesquisadores foram contatados para comentários adicionais.
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referência
Luo, J., Lei, X., Jia, X., Li, M., Yan, D., Li, J., Zhang, Z., Dai, H., Li, C., Zhou, W., Hu, Z., Li, X., Xu, S., Huang, J., Tong, L., Gao, E., Wu, Z., G, X. (2025). Fibras de aramida com resistência dinâmica de até 10 GPa e rigidez dinâmica de até 700 MJ m−3. matéria. https://doi.org/10.1016/j.matt.2025.102496
