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 seja mais fino – do que o atual material padrão-ouro, o Kevlar.
O Kevlar é feito de fibras de aramida, que podem se tornar quebradiças quando os cientistas tentam fortalecê-las.
“Resistência dinâmica e tenacidade ultra-altas são críticas para materiais fibrosos em aplicações de proteção contra impacto. No entanto, o compromisso entre resistência e tenacidade é um desafio persistente na ciência dos materiais”, escreveram os autores do estudo no artigo.
“Alcançar avanços simultâneos em ambas as propriedades requer estratégias de fabricação inovadoras. As cadeias poliméricas tendem a escorregar durante o carregamento, o que prejudica a utilização eficaz de suas altas propriedades mecânicas intrínsecas, limitando assim a resistência e a rigidez das fibras poliméricas.
“Para resolver este problema, desenvolvemos uma estratégia eficiente para controlar a orientação dos nanotubos de carbono nas fibras para evitar o deslizamento da cadeia”.
Ao controlar a orientação de longos nanotubos de carbono nas fibras, a equipe fabricou “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 – feito combinando esses dois materiais e tornando-os retos e paralelos para se unirem – é mais forte, mais rígido e mais fino que o cabelo humano.
Os pesquisadores atribuíram o “desempenho dinâmico ultra-alto” ao “deslizamento restrito” e à “notável quebra das correntes de aramida sob impactos de alta velocidade”. Entre esses testes de alta velocidade estão os testes balísticos usados em coletes à prova de balas, nos quais a fibra tem melhor desempenho.
“Esses comportamentos são induzidos por nanotubos de carbono longos alinhados e elaboração em várias etapas devido ao melhor alinhamento das cadeias poliméricas, redução da porosidade e, portanto, melhores interações interfaciais e eficiência de transferência de carga”, escreveram os autores.
“Este trabalho fornece uma nova compreensão e uma maneira possível de explorar o desempenho mecânico intrínseco das cadeias poliméricas em macroescala.”
Roupas à prova de balas e equipamentos de proteção serão em breve mais seguros e eficazes se a nova fibra for adotada.
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Referência
Luo, J., Li, X., Xia, 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., Vo, Z. J. (2025). As fibras de aramida têm resistência dinâmica de até 10 GPa e tenacidade dinâmica de até 700 MJ m-3. coisa. https://doi.org/10.1016/j.matt.2025.102496
