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Pesquisadores avançam no desenvolvimento de materiais capazes de unir leveza, alta resistência e reaproveitamento total. Uma nova tecnologia plástica pode mudar padrões industriais e ambientais.
A engenharia moderna exige materiais que façam mais do que manter sua forma. Eles precisam ser leves, mais resistentes que o aço e suportar calor extremo.
Além disso, devem se recuperar de danos sem perder desempenho. Em setores como aeroespacial, defesa e automotivo, essas características significam veículos mais seguros, vida útil maior e menos desperdício ambiental.
Pesquisadores da Universidade Texas A&M avançaram nesse objetivo.
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Eles descobriram novas capacidades no Copolímero Termofixo Aromático (ATSP), um plástico ultradurável e reciclável que pode se auto-regenerar, recuperar sua forma e manter a resistência após uso repetido.
Essa descoberta pode definir novos padrões de confiabilidade e sustentabilidade na fabricação de alto desempenho.
O projeto contou com apoio do Departamento de Defesa dos EUA e reuniu especialistas em engenharia aeroespacial e ciência de materiais da Texas A&M e da Universidade de Tulsa.
Construído para condições extremas
O professor de engenharia aeroespacial Dr. Mohammad Naraghi liderou o trabalho, junto com o Dr. Andreas Polycarpou da Universidade de Tulsa. A equipe estudou o desempenho do ATSP sob estresse, calor e danos repetitivos.
Naraghi destacou que materiais aeroespaciais precisam suportar altas temperaturas e impactos sem comprometer a segurança. No caso do ATSP, trocas de ligações permitem que ele “execute autocura sob demanda” quando danificado.
O material também pode beneficiar a indústria automotiva. Sua capacidade de recuperar a forma após colisões pode melhorar a segurança dos passageiros e reduzir a substituição de peças. Ao contrário dos plásticos tradicionais, o ATSP pode ser reciclado repetidamente, sem perda de química ou durabilidade.
Reforçado, o ATSP pode ser triturado, remodelado e reutilizado em vários ciclos.
Quando combinado com fibras de carbono, torna-se várias vezes mais forte que o aço e mais leve que o alumínio. Essa combinação é ideal para aplicações de alto desempenho, onde cada quilo importa.
Testes de durabilidade e recuperação
Para avaliar o material, a equipe usou testes de fluência cíclica. O objetivo era entender como o ATSP armazena e libera energia de deformação durante alongamentos repetidos.
Foram identificados dois pontos-chave de temperatura: a de transição vítrea, quando as cadeias de polímero se movem mais livremente, e a de vitrificação, quando as ligações são ativadas para permitir remodelação e cura.
Nos testes de fadiga por flexão em ciclo profundo, as amostras foram aquecidas a 160 °C para iniciar os reparos.
O ATSP suportou centenas de ciclos de aquecimento sob tensão e chegou a melhorar sua durabilidade após a cura. Naraghi comparou o processo à pele humana, capaz de esticar, cicatrizar e voltar ao formato original.
Em um teste mais rigoroso, o material passou por cinco ciclos severos de aquecimento a 280 °C, que causaram danos.
Após dois ciclos, recuperou quase toda a resistência. No quinto, a eficiência caiu para cerca de 80% devido à fadiga mecânica, mas a estabilidade química permaneceu intacta.
As imagens obtidas mostraram que o compósito cicatrizado manteve a estrutura original, com apenas pequeno desgaste causado por defeitos de fabricação.
Avanço com potencial industrial
A pesquisa recebeu financiamento do Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea (AFOSR) e contou com parceria da ATSP Innovations.
Para Naraghi, essas colaborações foram essenciais para orientar o projeto e transformar a curiosidade científica em aplicações práticas.
O mais importante é que as descobertas apontam para um futuro em que plásticos de alto desempenho não apenas resistem a condições adversas, mas também se adaptam e se recuperam de danos.
Isso pode remodelar expectativas sobre resistência, segurança e sustentabilidade em setores críticos.
O estudo foi publicado na Macromolecules e no Journal of Composite Materials .
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